時間：2022-04-14 19:14:40
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1.傳統的實驗教學內容陳舊，實驗儀器落后
傳統的土木工程實驗教學屬于理論教學的一部分，并按其分類，每個實驗項目相互獨立，缺乏目標性、整體性、層次性、系統性、創新性及綜合性，導致實驗教學內容更新滯后。實驗的基礎理論知識決定了實驗儀器種類和型號，由于實驗內容更新滯后，導致實驗儀器也未能得到及時更新。
2.重視理論教學，輕視實驗教學
受多種因素的制約，目前國內很多高校重視土木工程的理論教學，輕視實驗教學環節。有的將實驗課程的成績計入到理論教學的成績當中，有的甚至不統計實驗課程的成績。多數學生認為實驗課程不重要，只是走一個程序而已，只要“照貓畫虎”完成操作步驟即可，并沒有真正將實驗與工程實際相結合，所學知識也難以致用。
3.傳統教學方式單一，使學生喪失實驗操作的主動性
土木工程在實際教學過程中，通常是先進行理論教學，然后再安排具體的實驗操作，學生在課堂上學到的知識不能及時體現在實驗課程的教學中。教師在實驗教學開展之前，就設計好試驗加載方案，編寫出非常詳細、具體的實驗指導書，調試好試驗儀器，規定好實驗步驟、測試方法，并設計出實驗數據記錄表格等。而學生只需要按教師規定好的步驟進行加載并讀取數據，就可以得出早已預知的結論。這種實驗教學方法使學生喪失了主觀能動性。
4.傳統考核方式單一，不能體現學生對實驗知識的掌握程度
大多數實驗課程的成績僅憑一份實驗報告來決定。同組成員所得到的實驗結果是相同的，所以，實驗報告也是大致相同，組內成員的成績也都差不多。實驗報告不能客觀考察每一個學生對實驗內容掌握的程度。
二、“模擬地震環境下結構模型加載
實驗”項目介紹實驗項目開設的初衷是為了加強素質教育，培養學生的實際動手能力和創新能力，要求學生在學習理論力學、結構力學、材料力學、結構抗震課程之后，自行設計一個結構受力體系，并進行加載，以提高學生學習的積極性，發揮學生的創造力和想象力，加深對結構抗震課程的理解，加強對動手能力的培養，達到學以致用的目的。在整個課程的實施過程中，還要求學生們集思廣益，發揚集體智慧和團結協作精神。2008年汶川地震后，社會對抗震知識的需求大為增強，對相關人才的需求更甚。因此，土木工程系依據教學大綱自創了模擬地震環境下結構模型加載實驗項目。2009年，依托該實驗項目，學校成功舉辦了“山東省第三屆結構設計競賽”，學校的參賽隊獲得一等獎1項，二等獎2項。2010年，該項目被確定為學校實驗教學改革的一般項目。2012年10月，該實驗教改項目順利通過驗收。2011年，依托該實驗項目選拔的參賽隊伍在“山東省第四屆結構設計競賽”中獲得二等獎和三等獎各1項，驗證了模擬地震環境下結構模型加載實驗臺應對不同結構模型的適應性。
三、實驗項目總體設計方案
1.實驗儀器設備、材料
實驗采用土木工程系自主研發的“結構抗震模型加載實驗臺”。該試驗臺主要由控制系統、動力系統、實驗臺面以及防護架等組成。
2.實驗教學方法
采用了研究式、討論式和互動式的教學方式。研究式教學：學生通過查閱教材、期刊文獻，收集與實驗內容相關的文獻，進行結構模型設計。有利于啟發學生的科學思維和自主創新意識。討論式教學：采取以學生為中心，研討結構模型設計方案，鍛煉學生自主設計、自主搭建和自主完成實驗的能力，深受學生歡迎。互動式教學：課程開始首先由任課教師給學生們講解，發放實驗任務書、材料和工具。在講解中，著重講清實驗的目的、意義、任務和要求，制作過程中要注意的問題和加載方法。之后，各小組討論方案，進行結構模型的設計和制作。在這個階段，每天都安排教師答疑。由于實驗活動是分組、分散進行的，而且每組又基本上是以寢室為單位，學生們的制作活動基本是在寢室內進行，因此，教師有時到寢室走訪，幫助學生解決制作中的問題。
3.實驗組織形式
以小組為單位，每小組4人～5人。每個小組的成員要求動手能力強、組織能力強、創新能力強的學生各1名，這樣可以達到能力互補、相互學習的目的。
4.實驗成績評定
建立了一套科學、規范的實驗考核方法，兼顧實驗過程和實驗結果，合理運用了多種考核評價方式。結構最大承載力與所耗材料重量之比(比強)以大為佳，占50%；實驗結果與理論計算結果的相似程度，占10%；結構造型美觀，占20%；實驗報告完成情況，占20%。
5.實驗激勵機制
實驗項目采用“金字塔”模式的激勵機制。首先面向全校學生開放本實驗項目，同時為校級結構設計競賽選拔人才。每年約有50個小組參加校級結構設計競賽。校級競賽中選出2個～3個小組參加省級結構設計競賽。省級結構設計競賽獲得一等獎的小組參加國家級結構設計競賽。該激勵機制已經顯現出良好的實踐教學效果：中國石油大學（華東）通過該實驗項目選拔培養的學生在歷屆山東省大學生結構設計競賽中獲得一等獎1項、二等獎3項、三等獎3項，并有一支參賽隊伍于2010年代表中國石油大學（華東）參加第四屆全國大學生結構設計競賽。
四、鍛煉實踐能力，培養創新意識，啟發探究性思維
實踐能力的鍛煉包括兩個方面：一是親自動手制作模型，這是大學生進入大學后首次制作的模型，需要相互配合，集體完成一件作品。二是理論知識與實踐相結合，是一個知識活化的過程。在實驗過程中，教師鼓勵學生創新，重視創新意識的培養。制作開始時，學生們知道結構形式大致有三角形、梯形、拱形等幾種，但對于桿件如何搭建成結構并沒有概念。通過方案討論才形成了結構的形象，再把結構制作出來，這個過程本身就是一種創新行為。其次，鼓勵學生進行結構形式的創新，不要受之前幾種結構形式的禁錮。第三方面是計算工作的創新，這是較高層面上的創新活動。雖然計算理論和方法是學過的，但是在計算模型的建立，以及已知條件的選取，近似和簡化方面，仍然需要創新思維。《實驗項目指導書》提供了探究性內容的引導和要求。
五、調動學生積極性，增強實驗效果
一、.產生職業倦怠，自主發展專業的積極性不高。
新課改對中學歷史教師的角色定位、專業發展等提出了更高、更新的要求，使得教師在短時間內感到過度的負荷和角色沖突的不適應，而這種沖突和不適應又使教師產生了過高的職業壓力，從而進一步加深了教師的職業倦怠情緒。職業倦怠的教師常常會滿足于現狀。同時，他們會用消極、悲觀和漠不關心的態度和行為對待職業和自身發展。這種不思進取常常會造成教學能力低下，久而久之，他們就會有一種低個人成就感，無意也無力提高自身的專業水平和教學質量，即使是“偶有為之”，積極性也不高。
二、.知識結構狀態與歷史課程改革要求存在明顯的差距。
長期以來，歷史教師的知識結構存在著明顯的缺陷，其中相對固定的“史實”和“結論”過多，與其它學科知識的有機聯系欠缺。更為重要的是，這種知識結構具有一種靜態的特質，過于固定化，具有這種知識結構的教師，其歷史專業知識的獲得和更新大都依賴于比較消極的外部給予。一些歷史教師，長期以來就是圍繞著一本教科書教學，教科書以外的內容知之甚少，更不必說對相關學科知識的了解。而在新的歷史課程實施過程中，歷史教師如果簡單依靠原有的知識結構進行教學，就會出現各種困難和矛盾。
三、.應試教育的評價標準使得教師無心實施新課改理念。
新課程理念要求面向全體學生，注重個性發展;要求中學歷史教師迅速走進新課程，改進原來習以為常的教學方法、教學行為和教學手段。這些理念無論是對教師還是對學生都是有益處的。但是，在實踐中不少教師發現:這些理念僅僅是口號而已。因為在課改后，仍有許多學校評價學生的標準還是學生的考試成績。同時，學生的成績也是評價教師是否優秀的一個重要標準。所以，應試教育不改變，評價教師和學生的標準不改變，又怎么實施呢?
二、課改后中學歷史教師專業發展的方向和途徑
中學歷史教師的專業化發展對提高歷史學科的教學水平起著至關重要的作用，因此培養專業化教師就成為當今我國教育發展的一個趨勢。歷史教師要適應新課改的需要，必須建立健全教師專業化發展的機制。這個過程艱巨而復雜，需要從以下幾個方向和途徑努力。
一、.通過自主學習激勵歷史教師專業發展。
教師要實現專業發展，如果沒有淵博的知識和相應的能力，就如無米之炊，無源之水。教師只有不斷加強自主學習，豐富自己的知識內涵，才能促進自己的專業發展。在新課改后，歷史教師必須努力掌握三方面的知識，即扎實的歷史專業知識、寬廣的其他學科知識、豐富的教育科學知識。因為教師具備豐富、廣博的知識，不僅能在新課程教學中擴展學生的精神世界，而且能激發學生的求知欲望，學生的全面發展在很大程度上取決于教師的理論素養和實踐能力。歷史教師在研究歷史教材和歷史讀物的同時，還要閱讀歷史理論著作，關注最新的史學研究動態，積極與其他歷史教師或歷史研究人員進行交流，廣博地汲取其他學科的知識，從其他優秀教師的交流中體會與汲取。歷史新課標要求教師勤于學習，廣泛涉獵，使自己不僅有豐富的學科知識，更有廣闊的文化視野和深厚的文化底蘊。一旦把這些學習內化為自己的自覺行為，教師就會從中感受到樂趣，并得到成功的喜悅。
二、.通過教學反思促進歷史教師專業發展。
教學反思是實施新課程教學的一個不可缺少的技能要求，也是提升歷史教師素質的重要途徑。在歷史學科中要真正地實施反思性教學，必須養成自覺反思的意識，知曉在教學中反思的內容，并懂得在教學中反思的策略與方法。如:(1)教師采用教學日記的形式，把當日自己在教學活動中產生的亮點、疑點、難點、盲點、弱點等中的某一點或幾點，及時準確地記錄下來，深入反思其產生的主要原因、改善的對策及預期可能生成的結果。(2)在同行會診中反思。當教師在長期的歷史教學實踐中，取得一定的成績，積累一定的教育教學的經驗之后，往往會出現教學水平的停滯不前，其中可能有多方面的原因，包括教師犯經驗主義錯誤、不思進取、教育觀念老化，等等。通過同行會診，教師能找到教學水平下滑的現象的主要癥結所在。(3)在學生反饋中反思。通過學生反饋的有效信息，從中獲取改進教育教學方法的信號;通過反思學生，明確在教學實踐中教師的目標任務是否完成，學生是否能夠獲得他們期望的意義。反思性教學拓展了歷史教師的發展空間，讓歷史教師成為研究型學者，從而促進其專業化發展。
三、.通過校本研究帶動歷史教師專業發展。
校本教研作為一門科學，涵蓋的內容極其豐富，其根本目的在于激發教師的教研積極性，促進教師的專業發展。因此要讓歷史教師了解校本教研的價值所在，幫助他們提高校本教研的意識，樹立在校本教研中主動發展的自信心，激發他們主動參與校本教研的積極性，營造良好的校本教研的工作氛圍。歷史教師在教研組中通過集體備課、相互聽課、集體討論等活動方式，發現問題，解決問題，促進同伴有效互助，實現經驗共享，使每一位教師都在過程中學習，在過程中進步。
校本教研的發展在于建立一個長效機制。可以把加強校本教研作為提高歷史教師的教學水平和教學質量的一個重要內容，形成與新課程相適應的以校為本的教學研究制度，實施多項管理，開展豐富多彩的教學實踐活動。學校的中心工作是教學，而教師是從事教育教學工作的首要校本資源，充分利用和發揮這一重要教育資源，強化校本教研能夠帶動歷史教師的專業發展。
四、.通過教育部門、學校支持推動中學歷史教師的專業發展。
在事物的發展中，內因起著決定性的作用，但是外因也是不容忽視的。中學歷史教師要實現專業的發展，除了具有強烈的自主發展意識外，各教育部門、學校也必須給予實質性的支持。在中學，存在著一個很普遍的問題，即只重視語數外，對于史地等學科關注得很少。出現這種情況的原因之一就是教育部門相關政策的偏差。一個人的全面發展除了學好語數外，還必須有其他知識的熏陶，其中歷史作為一門人文學科就是培養學生各方面素養的一個有力途徑。所以作為教育部門，應該努力為中學的歷史教學提供各種保障。
學校是教師工作和學生學習的場所。在以往的教研中，我們都關注學校對學生發展的影響，而忽視了學校對老師發展的影響。要實現中學歷史教師的專業發展，學校就要積極支持，努力提供各種可能的條件。首先，學校要營造良好的歷史學習氛圍。只有大家都意識到歷史學習的必要性和重要性，歷史教學才能走上一個新的起點。其次，學校要努力為歷史教師的專業發展提供實質性的發展條件和機會。如加強歷史教研組建設;組織專題講座;舉辦理想課題研究和優質課比賽;構建促進教師學生發展性評價體系，建立適應新課改要求的教師培訓模式等。所以機制保障也是促進教師專業化成長的有效途徑之一。
寫作的目的在于表達。有效的表達取決于對讀者和寫作目的的了解，取決于恰當地調整語氣和文體，以及對某些原則恰當的理解和運用。然而所有這些都必須以對具體美術門類的感性認知為基礎。理論系科的學生，尤其是沒有接受技法訓練、沒有摸過畫筆的同學，面對具體作品時的無所適從是專業寫作最大的障礙。為了加強學生在美術應用寫作方面的能力，更好地指導學生運用專業知識和基礎理論進行美術專業寫作，我們嘗試在教學中引入橫向聯合教學模式，以解決學生在寫作中暴露出來的缺乏感性認識、從理論到理論“閉門造車”等問題。
一、專業寫作課程的常規設置及其問題
美術學理論專業的本科學習中，寫作既是最終目的也是訓練所必需的方式和手段。針對不同的內容及其相應的表達方式，美術學專業寫作可以分為學習型寫作、研究型寫作和應用型寫作三大板塊。學習型寫作一般針對知識性的資料積累和梳理，如筆記、隨筆、散記，以及各種類型的課程作業。研究型寫作則有相對明確的話題和論題，是針對具體現象、問題進行深入研究所形成的論文寫作或考察報告。應用型寫作是本專業理論知識的具體應用，如評論、綜述、報道、文案、訪談/ 對話等。
美術學專業寫作課程的常規設置，一般是以課程作業的寫作為基礎，輔以低年級的專業寫作課程和二、三年級的學期論文寫作，最終在四年級設置專門的畢業論文寫作課程，指導學生的畢業論文寫作。這種設置基本覆蓋了專業寫作的三大板塊，也能夠保持時間跨度上的延續性，同時符合由易入難的學習規律。
但實際情況往往是高年級的學生都很難在四年時間中建立堅實的知識基礎，并寫出高質量的專業論文。從歷屆學生的畢業論文整體水平來看，深諳專業寫作之道的學生，不過是鳳毛麟角。而低年級的學生在“專業認同”都還有待加強的時候，基本上無法進入寫作的“專業”狀態。本科四年的教學過程，在學生寫作能力的培養方面，各門課程之間的縱向聯系并不緊密，也沒有針對寫作所進行的教學討論和循序漸進的整體方案。學生或是急于海量知識信息的補充，或是苦于被動了解的無趣，忽略了在興趣中發現問題，也就無從發展本應從問題中發展出來的有效寫作的能力。
二、橫向聯合教學模式的引入
所謂橫向聯合教學模式①，就是打破教學活動中單純以本專業理論知識為主縱向延伸的教學理念，拓展美術學與其他專業系科間互動的橫向聯系空間，并通過具體的教學活動實踐，變單科教學為多專業聯合教學。
橫向聯合教學模式可以在課程內外兩方面展開。一方面是課程的外圍補充，在美術學系開設技法課程，讓學生接觸和了解國油版雕等不同類型的技法實作，積累感性經驗；另一方面，更重要的是提供機會讓學生進入到其他系科課堂上去，實際了解各系的師生是怎么處理如“畫什么”和“怎么畫”等問題的。學生可能需要全程追蹤了解某個系科的課程設置，需要近距離接觸他系學生學習和創作的過程，甚至可以為學生提供機會進行參觀教學，讓學生了解如各系的學生年展，從作品創作、遴選、評獎到展覽的策劃籌備、布展實施、文獻整理、畫冊刊印等每一個具體環節。
三、教學思路的改變
根據學科特點、訓練要求，及學生實際情況，橫向聯合教學模式下的專業寫作教學思路重點有所改變。針對專業寫作的方式、類型、方法和規范等不同方面的內容，都強調把基礎訓練、應用訓練和理論方法各個環節貫穿和結合起來。以史為材料，論為方法，達到在寫作訓練上環環相扣、層層遞進的效果。具體體現在三個階段或環節上則是：
引出和導入：以往的寫作課程都是從“如何讀圖”開始的，通過對大量美術作品的解讀，從油畫到水墨，從寫實風格到裝置作品，鼓勵學生直接面對作品說出直觀的感受。我們則嘗試在最初的印象和感受基礎上繼續要求學生對作品進行臨摹、還原或再創作（以一學期兩三幅作品為宜）。這樣不僅可以直接“與大師對話”，積累感性經驗，還能極大地激發學生學習的興趣。
鋪墊與深入：讀圖的方式與路徑。這一環節針對的是具體理論方法在寫作中的運用和展開。潘諾夫斯基如何運用圖像學的方法解讀文藝復興大師的作品，羅杰·弗萊如何在對塞尚等藝術家的作品分析中確立形式主義的法則，弗洛伊德的精神分析法在后續發展過程中如何得到修正，以及各種觀念形態的批評方法和理論是如何應用于美術史的寫作的？通過對理論方法的了解和深入，學生既鞏固了美術史知識的學習，也為高年級理論課程的學習打下基礎。
訓練和實踐：這個環節重點訓練的是學生在具體實踐活動中發現問題、分析問題和解決問題的能力。學生不僅需要按學術規范調查采訪、收集資料，還要在每年其他系科的學生年展、畢業展等活動中參與進去，撰寫評論文章、展覽綜述或是學術論文，甚而自發組織和策劃展覽。只有在具體的實踐中，學生才可能真正發現并強化屬于自身的興趣，并最終提高理論思考和史論撰述水平。
四、教學方法的調整
橫向聯合教學模式下的專業寫作課程，圍繞“為什么寫作”（Why）、“如何寫作”（How）以及“寫什么”（What），在教學方法上也有相應的調整。除了常規的原理性教學方法，在技術性和操作性教學方法上則嘗試加強：
1. 問題教學法，強調問題意識
學啟于思，思源于疑。以問題為線索貫穿教學，不僅要求探究和解決問題，更要求善于發現問題。問題可能來源于比較，可能來源于外來信息的觸發。而橫向聯合教學更強調自體驗和觀察中得來的問題。在實踐中生成的問題，往往依據個體的需要并結合自身興趣，這樣的問題更有價值，更能引發深入的探討和學習。
舉例來說，作為寫作基礎訓練的描寫、分析，需要大量規定性的枯燥的讀圖練習，可面對抽象作品時很多學生束手無策。問其看到作品的第一感覺是什么，絕大多數學生都能準確表達出一些形容詞：“緊張”“震撼”“迷茫”……再追問這種感覺是怎么形成的，學生會進一步推進最初的體會，并試圖捕捉作品中的主要信息：“線條像是大功率的線鋸，把畫面分割開了”；“不斷重復的形式莊重又強烈”；“色彩晦澀朦朧，幾乎沒有明暗對比”等等。
這個過程體現出寫作基礎訓練中的一個重要法則，“所見即所得”。如何將視覺元素通過文字描述還原成一個可視圖像，在技術上是有法可循并可強化的。哪怕是一幅抽象作品，通過對其點、線、面和色彩等形式因素進行逐項描述，就可以構成形式分析的基礎。這不僅要求敏銳捕捉每一瞬間呈現在眼前的圖像信息，還需要用文字準確地表述出來。接下來，才可能進入到所謂分析的階段。
這當然是微觀層面的問題意識，推而廣之：“美術史中還有哪些作品也讓人感到緊張？”“如果你進行創作你會如何去達到一種類似的感覺？”由此可以發展到：“一種風格是如何形成的？”“你身邊有沒有藝術家的創作呈現出同樣的或類似的風格？”當學生發現一個又一個問題并在實踐過程中不斷推敲印證，其專業素養也就逐漸加強了。
2. 案例教學法，通過案例分析比較
案例教學的基本假設前提是學生能夠通過對案例的研究與學習，在必要的時候回憶出并應用這些方法與技能。可以說案例教學是專業寫作課程中應用得最廣泛的教學方法。從最基本的讀圖能力的培養，到藝術史理論方法的實際應用，案例教學都可以提供直接有效的經驗。
面對同一件藝術作品或是現象的解讀，不同的藝術史方法論可能發展出完全不同的闡釋結果。而每一種圖像闡釋的理論方法都既有其優勢也有其局限性。單獨的圖像學、形式分析、精神分析，或是其他觀念形態的藝術批評方法，都不可能窮盡對一件作品的闡釋和解讀。如圖像學是解讀古典圖像非常重要的方法，但面對當代藝術作品時運用圖像學的方法可能無從下手。如果將傳統史學家的方法論盲目地應用于當代藝術的話，圖像學不僅牽強而且可能完全失效。反之，如果追加研究并確定一幅圖像的象征意義，是揭示該作品內容的必要前提，那么再晦澀難解的作品都可以在讀圖的最初步驟里嘗試圖像學的方法。因為對作品內容的闡釋方式，將影響并決定我們對該作品屬性的判斷。文本性的證據、歷史性視野、隨時代改變的共識等等，都是寫作必須考慮的因素。
通過對案例的分析和比較，不僅可以使學生了解不同的藝術理論，還可以使他們了解不同的寫作技巧。而且在實施案例教學的過程中，如果學生能夠先期嘗試對某件作品進行解讀，并形成文字表述，再尋找不同文本進行比較，對學生寫作能力的提高有更直接的幫助。
3. 實踐教學法：尊重個體，有教無類
如果說問題教學法和案例教學法還更多地側重于理論的學習，是實踐教學的基礎和準備，實踐教學法則是將理論能力進行具體應用的部分。將各種理論方法融會貫通之后，學生在實際的問題情境中才能更好地發展自身的能力。
美術學系近三年來同其他各系進行的跨學科橫向聯合教學嘗試，提高了學生的應用寫作能力。如對油畫和雕塑學生年展作品的評論寫作，成為美術學系每年一度專業寫作訓練最好的契機。美術學系學生和其他系科學生一對一的實踐活動中，學生按學術規范進行調查采訪、收集資料、小組討論、撰寫評論文字、參與布展等等。
實踐教學法促進學生對不同門類藝術實作過程的認識和了解，而且尊重學生不同的興趣愛好，提倡“個性化”的學習。通過實踐教學環節，不僅加強學生對一手材料之積累的重視，還激發其自主學習和研究的動機，培養學生良好的專業學習習慣和學習熱情。強調學生在學習過程中的自主性，主張以學生學習為主，教師指導為輔。學生通過完成教學實踐活動，既掌握實踐技能，又掌握相關理論知識，充分發掘了學生的創造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。
五、課程教學改革效果及其他
橫向聯合教學模式不僅可以加強和深化美術學學生專業寫作訓練，切實結合美術理論和實踐應用兩個板塊的教學，充分利用學院創作系科資源，進行跨專業橫向聯系；同時可以強化學生對具體美術作品感性認知的敏感性，從個案研究、現象分析，到潮流方向的把握，培養學生發現問題、研究問題和解決問題的能力，更好地適應當前美術學專業人才培養目標的需要。美術學系專業寫作課程在橫向聯合模式下的教學改革，有效改善了以往寫作訓練閉門造車的局面，以及學生在專業學習過程中從書本到書本、理論到理論的空洞和枯燥。而且，針對本地美術學專業學習在美術史傳統資源方面的有限性，也只有充分發揮學院在當代藝術創作方面的優勢和特點，才能加強本專業在當代美術方面學習和研究的力度。
注釋：
①參見高文娟《基礎美術教育階段的橫向聯合教學模式構想》，河北師范大學2005年度碩士學位論文。
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【摘要】小波離散后可以構成L2(R)空間的規范正交基，并用之表示或逼近信號，而且用較少的小波系數就可得到許多不同圖像的精確逼近。S.Mallat 于1988 年提出了小波多分辨分析算法
【關鍵詞】 小波離散后 可以構成L2(R)空間的規范正交基
【本頁關鍵詞】雙刊號CN期刊 論文寫作
【正文】
在整個圖像壓縮過程中，對小波系數進行矢量量化編碼滿足容許性條件，即的函數Ψ (t)為原形小波或母小波函數，其中Ψ (w)=
【文章來源】/article/64/4390.Html
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關鍵詞：數字圖像處理；教學改革；課程建設；研究性教學
作者簡介：寧紀鋒（1975-），男，陜西韓城人，西北農林科技大學信息工程學院，副教授。（陜西 楊凌 712100）
基金項目：本文系西北農林科技大學教學改革研究項目（項目編號：JY1102077）、西北農林科技大學本科優質課程建設項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0122-02
“數字圖像處理”是西北農林科技大學（以下簡稱“我校”）信息工程學院為計算機科學與技術、軟件工程、信息與計算科學等多個理工科專業所開設的一門專業必修課。該課程涵蓋數學、物理、信號處理、心理學、計算機科學等多個領域的知識，與本科階段的高等數學、線性代數、概率論、面向對象編程、數據結構、算法分析等多門課程密切相關，對后續的特征提取和圖像理解等高級計算機視覺處理課程具有重要的基礎作用。同時，它在“模式識別”、“人工智能”和“機器學習”等專業課程體系中起著重要的作用。[1-3]
一、課程改革的必要性
由于圖像處理理論性強，內容抽象，算法較多，涉及的理論和方法既包含時域（空域）、變換域（頻域為主）、數學形態學、地理學（如分水嶺算法），還涉及到模式識別理論的一些知識，學生理解起來有一定難度，在解決實際問題時，面臨著無從下手的困難。同時，圖像處理技術應用較為廣泛，隨著數字成像設備的廣泛使用和智能手機的普及，社會對圖像處理人才的需求也日益增加，這些都對課程教學提出了更高的要求。在教學過程中發現“數字圖像處理”的傳統教學模式中，在課程定位、教學模式和教學內容上存在一些問題。
1.課程定位不明確
“數字圖像處理”在本科教學過程中有著兩種比較沖突的定位，導致課程教學過程存在兩種傾向。一是不顧本科學生實際情況向研究生課程看齊，將重點放在數字圖像處理理論內容。但這些內容與實際應用聯系并不緊密，忽視它的應用性和實踐性強的特點，從而導致理論與實踐脫節，造成學生在編程能力上的欠缺。二是過分強調應用技能，把數字圖像處理等同于講授Photoshop等應用軟件的使用，或以講授MATLAB和Open CV圖像處理函數為主，不重視原理和算法，忽略了對本科生科學素質和研究能力的培養。
2.傳統教學模式與授課對象差異性的矛盾
“數字圖像處理”通常要求先研修“高等數學”、“線性代數”、“概率論與數理統計”和“數字信號處理”等課程，但是一些本科專業并沒有完整開設這些課程。例如，我校計算機科學與技術專業學習“數字信號處理”課程，但軟件工程和信息與計算科學專業未開設該類課程。此外，在實驗環節中，教師根據教學大綱設置的實驗內容通常比較固定，而未考慮學生專業和背景知識的差異、統一的實驗環境模式，使得有的專業學生因為知識儲備不足，學習起來有一定困難；而有的專業學生則感覺學習內容簡單、缺乏挑戰性，使得教師講授時在調動學生積極性、提高學生實踐能力方面難以協調。
3.教材與學科發展不一致
數字圖像處理內容涉及到矩陣運算、信號處理、概率論與數理統計等多個內容交叉學科，與新興學科的發展密切相關。當前，在人工智能、模式識別和機器學習等新興學科的推動下，數字圖像處理技術發展越來越快。傳統的教材或過于偏重推導理論，與應用實踐偏離，或成為圖像處理軟件或函數（如 Photoshop、MATLAB或Open CV）的使用說明書，使得學生難以深入學習圖像處理知識，影響對該門課程的掌握。
二、課程改革方法
根據授課專業對象的實際情況，在教學內容、教學方法、完善實驗教學和考核等方面對該門課程進行一系列改革，充分利用圖像處理實踐性強的特點，依托我校在數字圖像處理方面長期積累的理論和研究資源，將理論方法與實踐應用有機結合，構建了全面系統的數字圖像處理教學體系。多年教學效果表明，該教學模式有效克服傳統數字圖像處理教學存在的局限，極大增強了學生的學習興趣，提高了學生的動手能力和創新素養。
1.完善課程內容體系，適應圖像處理發展
數字圖像處理是一門發展中的課程，每年都有許多新的研究理論和方法不斷涌現，需對課程不斷進行完善，以適應圖像處理學科的發展。在保持圖像處理課程核心內容的基礎上，注重將最近的該學科具有代表性的成果納入教學。精簡和更新一些陳舊的和目前圖像處理實際中很少使用的一些方法。其次，將一些現代經典的科研論文，以補充教材的形式，作為教學內容。將一些理論性較強，對數學基礎要求較高的內容，如主動輪廓分割模型和目標跟蹤方法等作為選學內容，供有興趣的學生學習。
考慮到OpenCV和MATLAB的廣泛使用，圖像文件的讀寫已非常簡單，因此，減少對圖像文件格式的講解；在圖像分割與邊緣檢測中，刪掉投影法與差影法內容，因為該方面內容在實際中已很少使用；在頻域處理中，淡化對傅里葉變換理論和算法的講解，重點放在其思想和應用上。
2.應用全方位教學手段，構建立體化教學資源
針對“數字圖像處理”課程理論性和實踐性較強、可視化程度較高的特點，綜合利用圖像、視頻信息、可視化編程軟件和網絡資源等現代化教育技術，從課堂、實驗、應用實踐等諸多環節探索立體化教學資源。結合不同專業需求，運用MATLAB、Open CV等軟件工具包開發圖像處理實驗平臺，建立網絡化輔助教學系統，使抽象概念和算法形象化，激發學生思維。例如，建立圖像處理標準測試庫，包括了圖像去噪、圖像分割、圖像變換和特征提取與識別等核心內容涉及到的測試數據；在參考教材方面，提供了國內外知名大學出版的數字圖像處理和計算機視覺教材及計算機視域的專著；在多媒體課件方面，提供多年從國內外知名大學網站上搜集到多個數字圖像處理和計算機視覺的電子課件，供學生學習；在代碼方面，提供了數字圖像處理方面的經典和最新的一些科研成果的源代碼或可執行軟件，學生自己運行代碼并分析實驗結果，加深對圖像處理課程的認識。
3.以學生發展為本，建立多元化的考核評價標準
在傳統方式下，教師常以期末考試和出勤率來評價學習效果，忽略了對學生參與學習活動和學習過程的評價。大部分學生往往在考試前突擊學習，沒有真正掌握扎實的知識。因此，本教學改革以過程控制為中心，以能力提高為目標，對考核方式進行改革，實行常規考核與過程性考核相結合的方式，準確把握學生的真實成績，全面衡量和控制教學質量，既要考學生的基本理論，更要考他們運用知識和方法設計圖像處理方案、完成圖像處理實際任務的能力。在授課過程中，注重課堂考察環節，加強師生交互，動態掌握學生對授課內容的理解。開展專題討論課程，讓學生大膽提問，鍛煉學生創新思維能力，對表現突出的學生增加平時分。
4.開展研究性課堂教學探索
在教學改革中，精選了若干圖像處理經典和前沿專題討論，包括論文、程序源代碼和輔助材料。在課程一開始就布置任務給學生課下自學，并安排學生上臺講授，其他學生提問，教師給予點評，并組織學生一起討論，加深對圖像處理課程的認識，培養學生綜合運用知識的能力，提高創新素養。
例如，在圖像分割專題討論中，以經典Mean Shift分割為主要內容，Graph Cut和交互式分割兩個方向作為補充內容，開展專題討論。因為這些廣泛使用的算法涉及到高等數學、線性代數、概率論、數據結構和算法設計等多門所學課程。通過自學、上課討論和教師點評，學生對以前所學基礎和專業知識有了更深層次的理解。同時，這些算法都面向彩色圖像，克服了教材中以灰度圖像為主要分割對象的不足。
5.開展研究性實踐教學
傳統“數字圖像處理”課程實踐教學強調基本算法的實現，未強調算法之間的邏輯聯系，忽略了數字圖像處理基本算法的綜合訓練。在改革中，保留圖像處理基本核心算法，將科研項目融入教學實踐中，通過設計研究性綜合實踐項目，注重學生對所學知識的綜合理解和提升。例如，“圖像去霧”綜合訓練實踐，以如何有效果去除圖像中的霧增強圖像質量為目標。該任務以2009年國際計算機視覺和模式識別會議（CVPR）的最佳論文《基于暗通道通先驗的單幅圖像去霧》[4]為主要內容，涉及到圖像處理的多個基本算法，同時也包含了物理學和光學的一些知識。通過將新的實踐教學手段應用到教學中，突出對學生思維能力、科研能力和創新能力的培養。
三、結論
通過分析數字圖像處理目前存在的課程定位模糊、傳統的教學模式與授課對象差異性的矛盾和教材內容與學科發展脫節等問題，筆者根據學科專業特點，結合授課教師的科研項目，從完善課程內容體系、構建立體化教學資源、多元化考核評價標準和開展研究性教學探索等五個方面進行開展數字圖像處理教學改革。多年教學效果表明，該教學方法克服傳統教學方法所存在的弊端，極大地提高了學生的自主學習能力。學生較好地掌握數字圖像處理的核心內容，了解當代圖像處理的代表性成果和前沿趨勢，綜合應用能力和創新素養明顯增強，為培養具有較強適應能力的應用型和創新型人才打下堅實的基礎，適應了新世紀對信息技術人才的培養要求。
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1 資料與方法
1.1 一般資料 收集我院2011 年9月～ 2013年 4 月疑有或確診頸髓病變患者60例，行頸段脊髓 MRI常規及 DWI 檢查，男 32 例，平均年齡41歲，女28例，平均年齡41歲，正常脊髓 ADC 值測量： 選擇正中矢狀面 ADC圖 ，避開腦脊液和偽影的影響 ，在自動生成的 ADC 圖中直接測量興趣區的 ADC 值 ，每個受檢者選擇兩個RO I ，即第 3 和第 5 頸椎平面的頸髓 ，每個 RO I 的最小面積包括 27 mm2 ，分別測量 ADC 值 ，取其平均值。
1.2方法 MRI檢查采用SIEMENS AVANTO 1.5T MR系統，采用脊柱正交頸線圈或相控陣線圈，同時戴上耳機，檢查室內溫度維持在約20℃。進行常規的脊髓矢狀面的自動旋轉回波（TSE）掃描，序列為T1W1及T2W1，掃描視野（FOV）28*28CM，層厚為3%，層間距0.3mm，層數為13，T1W1中TR值為561ms，TE值為11ms，T2W1中TR值為2700ms，TE值為103ms。矩陣288*384。見圖1～圖3。彌散加權序列為EPI，ssh，DWI，全部采用自動勻場及脂肪抑制技術。帶寬1562Hz，掃描矩陣128*128，FOV值為23*23cm，層厚為5 mm，層距為1.5 mm，重建矩陣為256×256，TR=1700ms TE=74ms，盡量避開偽影及腦脊液對其產生的影響，選取與病灶距離為2個椎體的相對正常的區域內的脊髓測量其正常值，在ADC自動生成的圖像中直接計算病灶的ADC平均值，見圖4、圖5。
1. 3 圖像及數據分析 由2 位副主任醫師以上職稱的醫師在不知病理結果的前提下利用Siemens syngo 軟件共同對病變進行觀察和分析，獲得DWI 圖和表觀擴散系數（ apparent diffusion cofficient，ADC） 圖，結合橫斷面T2WI 進行定位，見圖6。選擇感興趣區（ ROI） ，分別測量頸段脊髓和背景的ADC值及信號的強度，選取的ROI 面積約30 mm2，在對脊髓進行測量時，要避開腦脊液搏動的偽影產生的 影響，重復測量每個部位3 次后取其平均值。
1. 4 評價方法 DWI 圖像質量的評價（見圖4、圖5）： 由兩名經驗豐富且有副高職稱以上磁共振成像的診斷醫師，通過雙盲法對圖像的對比度、清晰度、偽影輕重進行評價。將所有圖像質量分3 個方面進行評價： 偽影輕重程度，脊髓輪廓清楚程度、邊緣光整程度，脊髓信號均勻程度。每一方面分3 級并分別記分： 偽影有無輕重、脊髓邊界光整、信號均勻各為3 分，偽影明顯，脊髓邊界與周圍組織分界不清，脊髓內信號明顯不均勻各為1 分，介于兩者之間者各為2 分，由兩名診斷醫師評分完成后，對其平均值通過方差分析進行比較。信噪比（ SNR） 、對比噪聲比（ CNR） 及ADC 的測量： ①SNR 計算公式SNR = SI /SD，其中SI 指脊髓內的信號強度平均值，在測量時要注意避開腦脊液信號機偽影，在DWI圖像軸位中選擇脊髓中間位置的3 個ROI的信號平均值，SD 指在避開偽影后背景中選取的3 個ROI所求得的信號平均值。② CNR 計算公式CNR SNR（ A） - SNR（ B） ，式中SNR（ A） 與SNR（ B） 分別作為組織A、B 的SNR。③ADC 值的測量： 依據矢狀位的定位圖來選擇適宜的軸位ADC 圖，注意避免偽影及腦脊液產生的影響，同時在ADC自動生產的圖中測量ROI 的ADC 值，對受檢者進行隨機選擇3 個ROI，每個ROI的面積約為30 mm2，然后分別測量，取其平均ADC值。
1. 5 統計學分析 采用SPSS 15.0統計軟件包進行統計學分析，對正常組的年齡因素與頸髓ADC值之間進行Pear-son相關性分析后，并進行F檢驗；對脊髓外傷陰性組，陽性組受損區及對照區ADC值之間進行配對￡檢驗。P<0.05認為差異有統計學意義。
2 結果
2. 1 圖像質量的評價b 值取0 s / mm2 、300 s / mm2、500 s / mm2 、1000s / mm2 后，所得圖像的平均分值依次為5. 40 ± 1. 02，7. 93 ± 1. 23，4. 2 ± 1. 15，3. 91 ± 0. 93，以b 值為600s mm2 分值最高，且與[lunwen. 1KEJIAN.C OM專業提供寫作論文和畢業論文寫作服務，歡迎您的光臨]其他組別的差異有統計學意義（ F 值為25. 882，P < 0. 05） 。隨著b 值由400s / mm2 增加至300s / mm2 、500 s / mm2 、1000 s / mm2 ，圖像的信號強度漸漸降低，b 值為1000 s / mm2 時，脊椎管內的各結構間的對比度較差，成像質量較模糊。故以b 值為500s / mm2 時的成像效果最好。
2. 2 不同b 值下SNR、CNR 分析施加不同b 值擴散的敏感梯度時的DWI 圖像檢測得到正常脊髓及腦脊液SNR值和脊髓腦脊液CNR 見表1。隨著b 值的增加，脊髓及腦脊液SNR漸漸下降，b 值為500 s / mm2 時SNR 最高，而1000s / mm2 時SNR 最低。組-組間的統計學軟件分析表明，正常脊髓在300 s / mm2 與500s / mm2 間比較，差異無統計學意義，而這兩組與500 s / mm2 、1000 s / mm2 組間比較，差異有統計學意義（ F 值為27. 667，P < 0. 05） 。腦脊液SNR 各組間統計學軟件分析顯示，差異有統計學意義（ F 值為26. 955，P < 0. 05） 。脊髓的腦脊液CNR 在b 值為500s / mm2 最高，為9. 22 ± 2. 60，然后漸漸下降，300 s / mm2 與500 / mm2 組間比較，無統計學意義，這兩組與另兩組間比較，差異有統計學意義（ F 值為18. 703，P < 0. 05） 。
2. 3 不同b 值下ADC分析施加不同b值擴散的敏感梯度時的ADC 圖像檢測得到的脊髓ADC 值與參考值的范圍（ 95% 可信區間） 見表2，通過統計學軟件分析表明，隨著b 值增加，ADC值逐漸下降，b 值300 s / mm2 ，組與其他組間比較，差異均有統計學意義（ P < 0. 05） ，而500 s / mm2 ， 組與500 s / mm2 ， 組間差異無統計學意義，只與300 s / mm2 ，組、1000 s / mm2 ，組有統計學意義，500 s /mm2 組只與300 s / mm2 組有統計學意義（ P<0.05） ，而與其他組間比較，無統計學意義。b 值為300 s /mm2 時ADC 值范圍波動最大，而500s / mm2 、1000 s / mm2 時范圍波動較小。
3討論
磁共振擴散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）是磁共功能成像技術之一 ，能反映水分子的擴散特性，評價水分子隨機運動的動態分布狀況，還可以提供各部分組織的空間結構信息。MRI中水分子擴散的敏感性隨b 值的變化而變化，但是圖像中的信噪比反而下降，因此 DWI 中選擇適宜的b值很重要，尤其是脊髓的體積較小，相比腦實質成像要求更高的分辨力及成像矩陣，見圖4，圖5；其次，周圍組織結構（特別是腦脊液）容易在DWI的成像中產生容積效應，對ADC值的測量產生一定影響；尤其值得注意的是，在DWI成像時血管搏動、腦脊液、吞咽及呼吸等運動偽影對脊髓的DWI成像質量產生了一定程度的影響。目前，在脊髓DWI成像技術中常使用的序列是SE及EPI。本研究參考國內外相關文獻的報道，經過比較后選取了EPI序列。雖然SE2DWI序列可對ADC值進行精確的計算，但是該序列的成像時間較長，對運動產生的偽影較為敏感，信噪比較差。EPI在目前的DWI成像技術中速度最快。雖然其分辨力相比SE序列要低[lunwen. 1KEJIAN.C OM專業提供寫作論文和畢業論文寫作服務，歡迎您的光臨]一些，但因其可進行多方向的擴散成像比較，因此相比SE序列的優勢更為明顯。其中 ， SS2EPI 擴散序列在幾秒內即可完成一次掃描，花費時間極短，且不依賴周圍的脈搏門控，硬件要求較低。在b 值由0 s/ mm2、 300 s/ mm2 、500 s/ mm2 升至1000 s/ mm2過程中，圖像的信號強度明顯漸漸減低。當 b 值為 500 s/ mm2時，圖像的對比度及清晰度適中，分辨力好，偽影少，DWI的圖像質量相對穩定，病變的檢出率最高，相比其它三組明顯更優，依據定量分析看 ，從DWI 是通過檢測水分子微觀運動受限與否判斷病灶的良惡性，ADC 值與細胞密度呈負相關，故ADC 值由高到低的排列順序為：惡性病變< 良性病變< 正常組織< 囊腫，同時良惡性病變存在一定程度的重疊。
依照定量分析，可從表1 中看出，b 值取300 s/ mm2及500 s/ mm2時SNR較高，隨著b 值的增加，其信噪比降低，成像質量下降。從表2中可看出，b=300s/ mm2時，DWI的圖像質量極不穩定，測量時ADC值的變化范圍大，因此筆者認為在本次序列中的最優參數為選取b=500 s/ mm2，b值較高時會增加EPI的彌散成像序列運動敏感性，增加ADC圖像中灰白質的對比，使得更容易檢查出擴散受到限制的區域。因為頸髓中的擴散速度大于腦內，根據公式計算：1nS0/ S1 = - b ×ADC，在頸髓DWI的過程中，需要降低擴散梯度的強度（低于腦內b 值1000 s/ mm2），當b值較小時，容易受到T2的加權影響，產生T2的透射效應，無法顯著的顯示水分子的擴散運動。擴散加權圖像信號的強度與檢測組織的ADC值及T2值密切相關，兩者的加權圖像信號關系成正比。當受檢測組織T2值顯著升高，DWI中顯示T2圖像的對比存在時，則被稱為T2 透射效應。臨床中，常常通過將DWI及ADC圖像聯合進行應用，以排除這一影響。本次研究中b=300s/mm2時，其擴散的梯度較小，無法完全排除T2產生的影響因素，因此，無法較好地反應出水分子的擴散運動狀況，檢測時ADC值的變化較大；b=1000s/mm2時，圖像的信號有顯著的衰減，SNR明顯變小，且對比度較差，成像質量較差。本研究結果顯示頸髓的DWI選擇b=500s/mm2為最佳，與相關研究的結果相同。
另外，b 值會對ADC值的測量產生一定程度的影響，對活體組織進行檢測ADC值時，應當選用高的b值及大的b值間的差值，這樣得到的數據穩定性好，測出的ADC值準確，因此測量ADC值時應選取較高的b值與較[lunwen. 1KEJIAN.C OM專業提供寫作論文和畢業論文寫作服務，歡迎您的光臨]大的b值間的差值。本研究中b=300s/mm2時，SNR值較高，但是檢測出的ADC值的穩定性極差，結合DWI的圖像質量選取b值為500s/ mm2 。另，在測量是注意避開腦脊液、偽影型號的影響，避免選擇椎間盤層面。
關鍵詞：地理信息系統；遙感數字圖像處理；教學改革
作者簡介：劉春國（1973-），男，河南上蔡人，河南理工大學測繪與國土信息工程學院，講師；盧曉峰（1981-），女，河南洛陽人，河南理工大學測繪與國土信息工程學院，講師。（河南焦作454000）
基金項目：本文系河南理工大學教育教學改革研究項目（項目編號：2008JG035）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）10-0081-02
當前，遙感已經或正在走向全面應用階段。國際遙感應用發展的實用化、業務化、產業化、精細化特征明顯，但我國遙感應用水平還不高，根本原因是基礎研究薄弱，缺乏多學科人才共同努力。[1]培養一大批經過系統知識培訓、熟練掌握遙感科學理論和應用技能的地理信息科學人才，滿足社會對地理遙感信息高技術人才的迫切需求，是高等教育的責任所在。
1998年教育部新增地理信息系統本科專業后，我國GIS教育發展形勢空前活躍。經過10余年的教學實踐和探索，逐步形成了比較穩定的GIS專業課程體系與課程設置方案。[2-5]遙感系列課程（遙感物理與技術、遙感數字圖像處理、遙感地學分析與應用）成為GIS專業課程體系中的重要模塊，說明GIS學科建設的負責人已認識到培養掌握遙感技術的GIS人才的重要性。遙感數字圖像處理是遙感過程的重要一環。充分利用各種圖像處理算法從遙感數據中獲取各種生物物理參數和土地覆被/利用信息，可以為自然和人文生態系統的空間分布式模型提供輸入參數，在遙感技術應用中占有十分重要的地位。近幾年河南理工大學（以下簡稱“我校”）GIS專業開設了“遙感數字圖像處理”課程。圍繞如何提高“遙感數字圖像處理”課程教學質量，筆者從革新課程體系、協同教學、優化教學內容、豐富實踐教學手段等方面進行了一系列探索。
一、革新遙感課程體系，突出“遙感數字圖像處理”課程地位
隨著遙感技術及其應用的迅速發展，很多專業開設了“遙感原理與應用”課程，內容分為三大模塊：遙感基礎、遙感圖像處理及分析方法和遙感專題應用。這種課程設置模式比較適合早期GIS專業遙感課程教學或選修遙感科學技術的某些專業，對于當前GIS專業遙感教學則存在明顯缺點。主要問題是對“遙感數字圖像處理”教學重視程度不夠，對數字圖像處理在整個遙感過程中的重要性體現不足，與遙感地理信息系統融合集成的一體化趨勢不相適應，與國民經濟各部門遙感業務日益普及的態勢不相適應，與社會信息化深入發展的狀況不相適應。人才培養滯后于社會需要，不能滿足對高素質地理遙感科技人才的需求。
我校GIS專業總結多年遙感課程教學實踐經驗，革新了遙感課程體系，設置了“遙感概論”、“遙感數字圖像處理”、“遙感應用分析”、“遙感數字圖像處理實驗”等遙感相關課程，規劃了遙感系列課程的主體教學內容。“遙感概論”要求學生掌握遙感及其應用的基本科學工程背景知識，重點內容是電磁波與地表物質相互作用的基本原理、遙感數據采集、傳輸和成像機理，從可見光-近紅外、熱紅外、微波（主動方式和被動方式）波譜段介紹遙感信息的獲取特點和技術發展，適當涉及大氣遙感、海洋遙感等應用領域和典型案例。“遙感數字圖像處理”要求學生掌握基于數字圖像處理方法獲取地球資源有用信息的科學與技術。由于學科交叉融合，數字圖像處理方法眾多，新理論、新方法不斷推出，課程重點主要著眼于圖像處理基本知識和遙感圖像處理常用算法，對一些探索性、前沿性和跨學科的內容從原理上予以概括介紹，如圖像亞像元分類、模糊分類和面向對象圖像處理等等。“遙感應用分析”采用理論、方法和實例相結合，選擇不同遙感應用領域的典型案例介紹，培養學生遙感專題分析技能，深化學生對于遙感科學技術應用現狀和廣闊前景的認識。“遙感數字圖像處理實驗”課程著眼于培養學生圖像處理技能，鞏固和深化理論課程教學內容，提高動手能力和理論聯系實際解決問題的能力。
我校GIS遙感系列課程設置方案把“遙感數字圖像處理”與“遙感數字圖像處理實驗”單獨設課，提升課程地位，加大課程學時，強化實踐技能訓練，對提高“遙感數字圖像處理”課程的教學成效很有益處。這種課程設置模式有助于培養GIS專業學生采用圖像分析方法解決遙感應用問題的能力，比較契合我國GIS專業本科教育遙感課程設置的發展態勢。
二、培育遙感系列課程教學群體，分工協作提高“遙感數字圖像處理”課程教學質量
GIS專業遙感系列課程設置要求具備一定規模的師資力量。遙感是多學科的綜合，交叉性強，研究方法不斷補充和更新，課程教學內容豐富。遙感系列課程的設置決定了課程之間存在密切的內部聯系。要提高“遙感數字圖像處理”課程教學質量，必須打破教師個人單兵作戰的慣常做法，加強與相關課程教師之間的協調和交流。培育組建了承擔遙感系列課程教學任務的教學群體。遙感課程教學組圍繞課程建設，整合優化課程體系，充實更新教學內容，保證了課程之間教學內容的連貫性和相關性。課程教學組成員互相學習、借鑒、交流，協同規劃各課程教學環節的教學要求和學時分布，課程內容更加先進，課程結構更加協調，教學方法更加有效，教學手段更加豐富，實踐教學得以充實，教學科研聯系更加密切。遙感課程教學組的建立和協作對提高“遙感數字圖像處理”課程教學質量起了明顯的作用。
三、匯聚國內外優秀教材成果，整合優化教學內容體系
教學內容和課程體系涉及高等教育人才培養的模式，決定了高等學校人才培養的規格，在很大程度決定了人才培養的質量和水平。[6]教學中適度引進世界著名高校的名牌課程教材和教學參考用書，是高等教育國際化的重要舉措。[7]遙感課程教學組重視遙感數字圖像處理課程教材和教學內容建設，收集了國內近些年出版的如戴昌達、章孝燦、湯國安、韋玉春、朱述龍等編寫的遙感數字圖像處理教材教參，注意引用吸收國外著名高校的遙感圖像處理相關教材教參，參考了John R. Jensen、John A. Richards、Robert A. Schowengerdt、Jay Gao、John R. Schott、Brandt Tso等人的遙感數字圖像處理著作，認真研討不同教材特點及其開課對象，針對遙感數字圖像處理理論性強、概念抽象、方法多樣、實踐性強的特點，根據教學對象和課程學時，按照系統性和前瞻性結合、理論與應用結合的要求，制訂了教學主體內容。課程內容分為11個部分：圖像基本知識、遙感圖像成像過程與數據特征、遙感圖像輻射校正、遙感圖像幾何變換與校正、遙感圖像增強、遙感圖像變換、遙感圖像分割、遙感圖像融合、遙感圖像分類、數字變化檢測、遙感圖像應用處理。優化后的課程教學內容注意了與“遙感概論”、“遙感應用分析”等課程內容的有機銜接。對于與“遙感概論”課程有重疊的內容只做簡單回顧，如遙感成像過程、機理與數據特征，以少數典型應用案例揭示遙感數字圖像處理方法在遙感應用分析中的作用和地位；避免與先開課程內容重復，為后續課程做適度鋪墊。數字圖像處理方法多樣，課程重點介紹常用算法，使學生能掌握數字圖像處理原理，夯實基礎。對一些發展中的、前沿性的算法著重介紹算法的思想和原理，教導學生注重算法但不應局限于具體算法，培養學生發散思維、學習能力和創新思維。教學中適當區分遙感數字圖像系統處理和應用處理的差別。
四、重視實踐教學，多手段豐富實踐教學內容
實踐教學是創新人才培養中的重要環節，對于培養學生專業技能和理論實踐結合能力、激發學生的創新思維和探索精神、提升科研能力，有著重要意義。GIS專業“遙感數字圖像處理”教學高度重視實踐教學環節，從課程體系設置、實驗課程內容設計、實驗室開放項目、畢業設計、大學生科研訓練計劃和教師科研課題等幾個方面為學生提供多樣化的實踐途徑，豐富了實踐教學體系。
從課程設置體系上，“遙感數字圖像處理”單獨設課，緊密聯系課程理論教學內容附設6個單元的基礎驗證性課堂實驗（見表1），增強學生對各種遙感圖像處理算法及其效果的感性認識。“遙感數字圖像處理”實驗課程單獨設課，結合“遙感數字圖像處理”課程和“遙感應用分析”課程知識，設置綜合設計型實驗6個模塊，培養和提高學生對知識與技能的綜合運用、自主學習的能力。
積極利用各種平臺，提供實踐課題，培養學生創新能力。我校為了培養大學生的創新能力和實踐能力，促進實驗室開放，設置了實驗室開放基金。在實驗室開放基金平臺支持下，設計了一些探索研究型實驗課題，鼓勵學生組團選擇實驗課題、查閱文獻、擬定實驗方案、實施實驗過程、撰寫實驗論文。大學生科研訓練計劃和本科畢業設計（論文）也是培養本科生創新能力的平臺。在實施學校大學生科研訓練計劃的年度，遙感課程組每年設計幾個遙感應用分析研究小課題，供學生參與大學生科研訓練，并從科研課題中提煉一些問題作為大學生畢業設計選題，引導學生參與到教師科研課題中。學生通過參與實驗室開放基金課題、大學生科研訓練計劃項目和教師科研課題，檢驗了專業知識，培養了探索精神、創造思維和合作能力。
五、結束語
本文總結了我校遙感課程教學組圍繞GIS專業“遙感數字圖像處理”課程教學實施的一系列教學改革措施。這些措施已經取得較好的成效，有不少GIS學生積極參與校實驗室開放基金項目、大學生科研訓練計劃項目和教師科研項目，每年GIS專業有近1/3的學生選擇與遙感圖像處理及遙感應用分析有關的畢業設計題目。人才培養是項長期復雜的系統工程，需要從師資、設備、教學等一系列軟硬件教學條件上予以保障。
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[5]李天文,王林剛,李庚澤,等.地理信息系統專業課程體系建設研究[J].中國大學教學,2011,(1)3-5.
關鍵詞： 法學基礎理論教育 法律認知科學 實驗 教學步驟
法學基礎理論教育是法學教育的基石，由于其所涉及的理論問題眾多，與其他人文社會學科的交叉較多；長期以來，深受哲學、政治學、社會學和歷史學的影響；最近一二十年又受到了經濟學的重大影響，因此，傳統法學教育以講授、探討為主，后來受到社會科學的影響，加入了社會調查和經濟分析演算的模式。但是，法學教育與自然科學存在一定交叉，也能進行一些實驗課程，典型就是犯罪學、偵查學方面的實驗研究。在法律心理學方面，不僅能夠進行法律心理學的社會研究，還能夠進行生理、心理學方面的實驗研究，典型的就是從事“法律與認知科學”交叉問題的實驗研究。本文以“法律認知科學”（法律認知心理）實驗為例，對法律實驗問題進行探討。
法律屬于社會科學，作為法律基本理論的法哲學問題則既屬于社會科學問題，又屬于哲學問題。所以，法哲學屬于人文社會科學。法律認知科學是指運用認知科學的一些理論和方法對法哲學的基本問題進行研究；法律認知科學是運用自然科學的方法研究人文社科的法哲學問題，其屬于人文社會科學與自然科學的銜接。
與傳統的法哲學講授、討論的方法不同，法律認知科學也可以采用實驗的教學研究方法。但是，法律認知科學實驗與自然科學（醫學和生物學）實驗有本質區別。一般的醫學和生物學實驗是研究生命體的生理狀況和病變的醫治問題，而法律認知科學的實驗則是運用醫學或生物學的手段，研究法律決策中生理心理過程，研究人文社科問題的生理基礎。
法律認知科學實驗的教學步驟如下。
一、實驗之前的課程講授
1.相關法哲學理論的講授。法哲學理論的講授，主要是介紹現有的一些法哲學流派和主要的法哲學觀點爭議，這為日后提出問題奠定了基礎。法律認知科學的實驗設計主要是運用生理實驗解決法哲學問題或者部門法的主要問題，所以人文社科問題是實驗的目的之所在。很多法律認知科學的生理實驗流程大同小異，運用的設備相差無幾，但是其所解決的法哲學問題卻大相徑庭，所以，相關的法哲學理論的基礎必須夯實，否則實驗就是無的放矢。
為了進行“法律認知科學”的實驗，就必須讓學生選修“法哲學”、“西方法律思想史”和各個部分法的法哲學課程（如“民法哲學”、“刑法哲學”、“訴訟法基礎理論”等課程）。為此，我們開設了“西方法理學”和“法哲學”等課程。通過相關法哲學課程的講授，并組織學生對部分重點問題、爭議問題進行詳細分析，提煉出核心爭議之所在，由此設想日后可以進行實驗的粗略方案。這一點也是體現“認知研究”與“治療研究”之間的區別，體現我們研究的人文社科的目的指向（而非一般的自然科學或醫學意義）。此外，我們還為法學碩士生開設了“神經元法學”和“法律認知科學”等課程，對此類問題的探討更為專業、細致。
2.聯系醫院的醫生前來講課。由于課程具有跨學科性質，這種課程需要其他學科的知識。而本學科的教師雖然具有一定的跨學科知識背景，但畢竟其主導學科還是法學或法理學，在其他學科方面的學識顯然不如這個領域的專家。所以，邀請其他學科的教師或研究人員前來授課就顯得很有必要。而對于法律心理實驗課程而言，這方面主要是請醫院的醫生前來上課。這里包含了以下三類，一類是神經科專業的醫生，其為我們講解腦神經系統的相關知識。部分高學歷的醫生由于擁有系統的碩士、博士乃至博士后的教育和科研知識，甚至還可能從事過“認知”領域的生理研究，就能夠從“生理心理學”的“認知”角度為我們講解實驗設計的方案、流程等對實驗特別有意義的問題。
3.帶領學生前往實驗室參觀。由于法學專業學生對工科和醫科的實驗室一般都比較陌生，如果他們對醫療設備或者醫學實驗室沒有相關的認識，就不可能設計出好的實驗方案，因此，非常有必要讓他們參觀實驗室或者醫療設備。在參觀的過程中，由醫務和實驗人員進行相關知識的講解，其中包括儀器、操作流程和儀器軟件的介紹。老師和學生甚至可以進一步接觸機器，如進入密封的磁共振室，躺入磁共振儀器內模擬作為實驗的受試者。這樣，他們能夠親身體會到躺在儀器內接受檢查或實驗者的境況，設計出更加切實可行的實驗方案。
從事“法律認知科學”實驗的儀器設備與“醫學治療和檢查”的實驗設備雖然相同，但是依舊存在一些差別。如磁共振機器，一般醫學治療目的進行的檢查往往只需要運用“1.5T”級別的機器；雖然這種級別的機器也能運用于“法律認知科學”實驗，但是相關實驗對儀器的要求往往更高，通常要求是“3.0T”級，此級別儀器在普通醫學檢查中的運用就比較少；認知科學實驗的磁共振儀器甚至使用到高達“12T”級別。
二、帶領學生進行實驗工作
1.通讀實驗報告。法律認知科學相關的實驗論文很多，必須進行大范圍的選題篩選。粗略篩選之后的論文，由任課教師組織學生進行研讀。研讀的目的有兩個，一是看看研究現狀，知道他人的研究進程、重點、熱點和難點。通過這些研讀，我們就能夠根據現有的研究進度，選擇尚未研究（發表的）而又可能比較重要的一些問題，這些問題就是日后實驗選題的大致范圍。
二是參考他們的研究手段、流程，對他們的研究方法進行借鑒。現在發表的論文，一般都會大致介紹實驗的流程。然而，學術論文畢竟不是實驗報告，其更多側重于問題的提出、解決和分析，流程的介紹往往比較粗糙。當然，部分學術論文也有比較詳細的實驗流程，對此類論文的仔細研習，就能對實驗設計產生比較大的影響。①
2.對主題進行社會科學的探討。在進行文獻研讀的基礎上，我們能夠得出大致的可能的研究“主題”，這時返回法律社會科學領域，以法哲學的視角重新進行審閱，才能更好地獲得“生理心理學”和“人文社會科學”之間的自然銜接。在生理自然科學領域可能可以從事實驗研究的“主題”，還必須獲得“法哲學”、“法社會科學”上的意義。因為，有的問題雖然在自然科學上具有很大的研究價值，然而從人文社會科學的角度看，其意義可能就會大打折扣（或者意義就不那么直接）。此類論文的價值更多是在“治療性”而非“認知性”。很多人文社會科學（法哲學）的問題雖然意義重大，但從自然科學（生理心理學）的角度看，在現階段卻還缺乏研究該問題的“方法”和“設備”。所以，必須獲得二者的協調和平衡。
主題的選定是法律認知科學實驗的第一個難點。這個難點意指“我們要解決什么主題”，其既涉及“什么主題十分重要”，又指“對該主題的研究到什么程度”，還指“現在已經具備研究該主題的手段或方法”。
3.組織實驗設計。從法律認知科學實驗的角度看，組織實驗設計的第一步是設計實驗方案，這是最重要的一步。設計何種方案、設計何種場景、設計何種問題，以及何種音像、問卷材料，都關系到實驗結果的真實與否。這也是法律認知科學實驗的第二個難點。我們要設計出一些“場景”或者“問題”，讓受試者在這種環境下能更真實地思考或者表達情緒，從而得出比較真實的實驗結果。
西方國家在以往的研究中，存在比較巧妙的實驗設計，例如對于道德中不公正問題的容忍情況，研究者在最后通牒實驗中，部分受試者拒絕接受不公平的分配方案，這是其情緒化的表現。該實驗設計如下②：19名（方案接受者，“responder”）接受磁共振掃描，共進行了30輪游戲，對手（方案的提出者，“offer”）部分是人，部分是計算機。每次都涉及10美元的瓜分。對手所提出的方案中，一半是公平的（對半開），剩下的為2次“9比1”，2次“8比2”，1次“7比3”；在這些方案中，方案提出者的分配比例較大，而接受者的比例較小。結果是，對于公平的方案，方案接受者都接受了；越不公平的方案，則參與者的接受率越低，“7比3方案”至“對半開方案”的所有方案（即“5∶ 5”，“6∶ 4”，“7∶ 3”）都被接受了。在“9比1”和“8比2”兩種方案中，如果“方案提出者是人”，則其方案的接受率低于“方案的提出者是計算機”。這就意味著方案接受者對于不公平方案存有情感性反應。這種不公平引發的腦區為：兩側前腦島（bilateral anterior insula）、背外側前額葉皮層（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）、前扣帶回（anterior cingulate cortex）。這證明了兩側前腦島（bilateral anterior insula）厭惡不公平，作為負面情感的腦區，其反映出了對于不公平方案的厭惡。諸如此類實驗設計非常巧妙，就能夠為我們進行相關實驗提供設計上的參考或模仿。
4.進行預實驗。在實驗設計之后，有必要進行預實驗，檢驗實驗的可實施程度。這種預實驗，可以提升實驗者的信心，也可以作為申請相關課題的依據。更為重要的是，預實驗還可以檢測實驗的可行性，對可能出現的問題或缺陷進行適當的修正。
在預實驗之后，還必須進行志愿者的招募和篩選。
三、實驗操作
實驗操作是實驗的核心狀態。法律認知科學的實驗流程具有自己的特殊性，其與醫學實驗相比通常更簡單。其運用的儀器設備有核磁共振（FMRI）、眼動儀和腦電圖等，其中核磁共振最為典型。該儀器不僅運用于醫學治療和研究，現在還廣泛運用于認知科學的各類研究。核磁共振運用于法律認知科學的研究，主要優點在于其定位非常準確（雖然時間上稍有遲滯）。
由于實驗的磁共振儀器操作是高度專業化工作（而且機器極為昂貴），只能由專業的實驗技術人員進行操作，因此法學教師和學生不能從事，在此不做詳細介紹。
四、實驗之后的分析總結
實驗之后的分析總結屬于實驗的后期工作，主要是數據、圖像分析，以及人文社會科學分析總結。
1.數據、圖像分析。數據分析具有客觀性，需要專業的實驗工作人員進行數據和圖像的分析。法律認知科學實驗主要運用核磁共振儀器，對于腦區圖像的要求比較高，還需要比較好的核磁共振配套分析軟件，對此進行精細的分析。此類軟件一般只有磁共振專業技術人員才會使用，由他們進行相關數據圖像分析比較科學。如果涉及大量的數據分析和必須建立數據模型，則還需要數學專業人士進行相關的工作。
此外，除了實驗工作人員和數學人才外，還需要神經科專業醫師或者認知神經學專家對此類數據和圖像進行“認知神經心理”方面的分析。這種分析就是我們后期進行人文社會分析和理論化的基礎。
2.進行相關的人文社會科學分析總結。與前一步工作的科學性和客觀性相比，對實驗結果進行人文社會科學的分析總結則具有一定的主觀性質。我們需要從已有的數據和圖像，根據我們需要解決的人文社科（法哲學）主題進行解讀。這種解讀是人文社科的解讀，是運用實驗數據和圖像得出人文社科的結論。所以，一定的主觀性是原有的實驗設計思路和人文社科理論基礎的延續。現有實驗的理論分析，如道德的情感性實驗，就需要根據道德哲學理論進行分析；“先天犯罪人”問題的實驗，這就需要根據刑法哲學理論進行相關探討。
五、注意事項
1.“主題的選定”、“實驗設計”和“理論性總結”這三點是整個流程的重中之重。這三點工作如果沒有做好，整個實驗就是失敗的實驗。這三點如果做好了，實驗獲得成功的概率就非常大。
2.法律認知科學的實驗需要人文社會科學（法律基礎理論）和醫學兩個大領域（兩大領域內還有各個小專業）的工作者進行跨學科的合作，尤其需要強烈的團隊合作精神。因為隨著知識分工越來越精細，知識總量的迅速膨脹，此類合作需要跨越多個傳統學科。一方面，我們跨越的知識領域非常大，另一方面，在各種細微領域卻依舊要求保持原有的嚴謹性（否則就違背科學的客觀性）。所以，很難有一個人在多個領域內同時保有各個領域的專業技術水平。因此，為了在多個學科領域內的合作能夠維系原有各個學科的嚴密性，我們只能求助于多學科專業人士之間的合作。這是完成此類工作的最佳模式，所以我們必須組建緊密團結的團隊。
注釋：
①在認知科學領域，例如以下論文：M.R.DELGADO,H.M.LOCKE,V.A.STENGER,J.A.FIEZ.Dorsal striatum responses to reward and punishment:Effects of valence and magnitude manipulations.Cognitive,Affective& Behavioral Neuroscience，2003，3（1）：27-38.
②Fiery Cushman,Liane Young,Marc Hauser.The Role of Conscious Reasoning and Intuition in Moral Judgment.PSYCHOLOGICAL SCIENCE，2006，（17）：1082-1089.
一、比較對象的選擇
比較對象的選取是對比中外頂級科技期刊網絡傳播效果的前提，為此本文設置了四個遴選原則：（1）同時擁有，即對比雙方均有自己獨立的網站，依托數刊聯合網、主辦單位網、學科信息網、數據庫平臺設立的期刊網頁予以排除；（2）同一時期，即選取2014年最具影響力的科技期刊對應的網站；（3）同一領域，即參與對比的科技期刊所處的學科領域相同；（4）級別對等，即影響因子均處于同類期刊前列，國外期刊選取“JournalCitationReports（ScienceEdition）”影響因子在專業排名前5的科技期刊對應的網站，國內期刊選取“TheHighestInternationalImpactAcademicJournalsofChina（2014）”影響因子在專業排名前5的科技期刊對應的網站。通過篩選，最終梳理10種國際頂級期刊網站以及對應的國內10種頂級期刊網站作為本次的比較對象，詳見表1。
二、對比維度分析
1.關于網絡傳播途徑科技期刊除自辦網站外，還可通過專業科技類網站、綜合類門戶網站、社交網絡、移動終端無線網絡等多種方式，傳播科技信息，實現論文資源共享，提高本刊影響力。國外科技期刊比較注重開拓社交網絡的應用，[9]如EnvironmentalScienceandTechnology期刊網站上就有Facebook社交入口鏈接、Nature期刊網站上有Blogs入口鏈接，用戶可點擊鏈接進入相關主題討論。從單純的新聞媒體與社交網絡的傳播優先順序來看，國外科技期刊論文更傾向于借助媒體的優勢進行內容公開，并依托媒體的社交網絡工具實現與公眾的互動；而國內的科技論文在選擇網絡傳播方式時，更傾向于在作者自我控制力較強的微博、博客、微信等社交網絡工具首先進行公開，獲取廣泛影響力后再轉入新聞媒體的轉播視野。移動終端閱讀作為一種節能環保、經濟的綠色閱讀方式正受到期刊網站的青睞，Cell的導航條即具有Mobile功能，用戶可以通過此下載移動客戶端，ChineseMedicalJournal也支持iPad閱讀功能，但總體上科技期刊網站支持移動終端閱讀的比例較低。在論文新聞化方面，國外期刊如Science、Nature等除通過自己的官方網站科技新聞外，還定期向各大門戶網站及各科技網站推送自己依據科技論文轉化的科技新聞，而國內的期刊網站在這方面做得相對不夠。近幾年，國內科技期刊與新聞媒體逐步聯手構建最新科研成果大眾化傳播的有效機制，實現多方共贏，但相對于國外多渠道的網絡傳播機制，目前國內的期刊與期刊、期刊與媒體、期刊與網絡出版商的合作形式總體上還處于較低水平。為鼓勵公眾參與，國外期刊網站一般都設有論壇、群組、留言板等一系列的互動功能，公眾參與度也較高，如在Nature的用戶交流頁面中，用戶可以暢快地泡論壇，自如地添加標簽，快捷地找到自己感興趣的話題或資料，而國內期刊網站的相關功能有擺設之嫌。
2.關于主頁內容安排上述國內外頂級期刊網站主頁均居中分布，網頁布局總體分上、中、下三層：最上層大多放置反映期刊特色的logo與導航條；中間層是各功能分區，主要包括期刊介紹區、新聞公告區、檢索瀏覽區、用戶登錄區、友情鏈接區及其他擴展功能，內容最為豐富；最下層主要是期刊版權聲明、聯系方式、幫助等提示性欄目。在個性化要求日益突出的今天，上述三層之分也非嚴格限定，最上層有時也放置相對重要的信息，如廣告條、重大公告等。國內頂級期刊網站中間功能區從左至右分兩至三個豎條，具體內容排版由期刊根據自身特色設定，如ChinesePhysicsLetters期刊網站將通知公告放在左列，而JournalofMolecularCellBiology將事件公告放在右列。國內頂級期刊網站的當期文章目錄與摘要占據整個網頁的絕大部分，如ChineseChemicalLetters期刊網頁幾乎全是論文的簡明目錄，由于過多強調期刊網站主體功能容易導致其他相關功能的不足，布局略顯單調、呆板，風格上也缺少國外期刊網站那種隨和與自然。頁面的底部區域，國內的科技期刊網站一般設有ICP備號、地址、郵編、聯系方式等本土特色鮮明的信息，在設計上應當考慮增強網頁內容的整體視覺效果、減少結尾部分的突兀感。需要說明的是，上述10個外國期刊網站中，Nature、NatureNanotechnology、NatureBiotechnology、NatureMaterials是同一出版機構下屬的多種期刊，其主頁布局風格十分相似，說明同一出版機構下屬的各期刊傾向于采用相同的網站設計團隊，而這種模式可大大降低網站的建設成本。
3.關于頁面形式設計可視化圖像比文字更容易吸引人們的注意，借助視覺形式動力指引人們目光移動的順序，[11]最快速、直接地向大眾解讀所要傳達的主題信息。國內期刊網頁在可視化程度上明顯比國外期刊網頁低，除期刊封面、廣告位圖外，整個網頁中很少有其他圖片，論文內容可視化更是不足，10個國內頂級科技期刊網頁，只有NanoResearch期刊網站在數字刊目推介中配有相應的圖片，以輔助理解論文內容。而國外期刊網頁，圖像占比率相當高，如Cell期刊網頁充滿各種圖片，即便是通俗易懂的內容也傾向于用相應圖片展示。從設計學的角度看，國外期刊網頁的圖片質量較高，如Science期刊網站將2014年11月14日的封面懸掛其上，把閃電與城市的大小比例無限放大，給人們展現一種非常規的視覺體驗，整個城市被一層紅色的濃霧籠罩，閃電從空中畫出一道道痕跡，畫面以紅色系的冷色調給人一種警示、恐懼的效果，通過視覺語言有力地詮釋出全球變暖對閃電活動的影響，見圖1；而ChineseScienceBulletin期刊2014年11月的封面則以專業化極強的學術圖片搭配紅色的抽象背景，普通大眾很難通過視覺語言解讀封面故事，見圖2。國外期刊網頁除有圖片外，還有音頻和視頻內容，如TheLancet期刊網站專門設有“Multime-dia”一欄，提供各種視頻、音頻；而對應的ChinesePhysicsLetters期刊網站幾乎沒有一幅圖片，更不用說視頻、音頻。此外，也有國外期刊網頁將大尺寸、高清晰的圖像專門存放在相關鏈接中，如Science論文頁面中有專門的“Viewlargerversion”鏈接，可點擊查看高清圖片，并可以教學幻燈片形式下載。
4.關于主體功能外的擴展服務與增值服務科技期刊網站的主要目的在于推介本刊的重要科技論文，由此衍生出諸多擴展服務與增值服務，如RSSFeeds、E-mailAlert、ProfitService等。國內期刊網頁大多設有“訂閱指南”，提供相關紙質本的訂閱信息，很少有RSS鏈接；而國外期刊網站RSS訂閱已成共性，訂閱內容的分類方式也不盡相同，JournaloftheAmeri-canChemicalSociety期刊訂閱內容分為JournalArticle、CASSection兩類，Nature期刊有ScientificAmerican、NatureResearchJournals、NatureReviewsJournals、Na-turePublishingGroupJournals、NewsServices等多種類別。如今，期刊網站以E-mailAlert（電子期刊派發）方式可對自立身產品進行營銷推薦，并可根據用戶的需求自動地發送信息（如雜志的當期目錄、摘要等），Na-ture郵件提醒服務細化了服務內容，依出版物A-Z字母索引，按用戶的個性選擇予以提供；而提供E-mailAlert服務的國內期刊網站只有ChineseMedicalJournal、ChinesePhysicsLetters、ChineseChemicalLetters三家。在期刊網站運營盈利方面，國內期刊網站盈利水平較低，大多處于無收入狀態，而國外科技期刊網站的運營經驗則較豐富，如NaturePublishingGroup為作者提供有償英語語言編輯服務和黑白或彩色抽印本訂購服務；Science為企業提供信息服務和網頁廣告收入等。雖然“會員制”服務模式被國內外期刊網站普遍采用，但國內大多數期刊網站在實踐層面較為膚淺，注冊會員除閱讀電子期刊外，很少能享受到其他特色服務；國外期刊網站的“會員制”服務，則較為全面，如JournaloftheAmericanChemicalSociety期刊網站除上述功能外，還為會員提供來自學會的教育、培訓機會，給予項目基金資助，推送行業信息報告，組織就業指導培訓，會員的求職信息等。
三、改進策略
1.增加科技期刊網絡建設評價指標，促使期刊重視網絡傳播科技期刊的傳統評價體系主要是基于中國科技論文統計源期刊，選取總被引頻次、影響因子等重要指標進行科學統計與分析，將各期刊排序在相應學科下，作為期刊質量的衡量標準。近年來，又增加了基金論文比、地區分布數、他引率等修正指標，改進了期刊評價工作，每年均出臺新的《中國科技期刊引證報告》（含核心版與擴展版），但該評價體系尚未引入科技期刊的網絡建設因素。因此，可將期刊網絡影響力作為單獨的一項評價指標，并在期刊評價總指標體系下進行相應的賦權。一套融合了網絡傳播指標的評價體系，對期刊網站建設具有重要導向作用，激勵各期刊加大網站建設投入，努力爭取較高評分。而且，在當前發展“互聯網+經濟形態”的風口，“互聯網+期刊”建設更應受到重視，信息不對稱帶來的信息咨詢和知識交易可通過科技期刊網站這一載體進行。
2.拓展科技期刊網絡增值服務，樹立為用戶服務的理念在網絡信息資源爆炸時代，科技期刊提供科技文獻的目次、摘要、全文以及期刊介紹等信息的基本服務與科技信息自身價值的實現之間存在巨大的鴻溝，也無法應對用戶多層次、差異化、定制式的信息需求。期刊網站當務之急是要以科技期刊論文為核心開發豐富多樣的服務項目，如在科技期刊網站設置用戶交流社區、內容推介區、圖書情報機構專家在線咨詢、文獻計量統計分析模塊等等，[12]通過樹立為用戶服務的理念，在注重內容學術性的同時，也關注內容服務的高容量性、新穎性、時效性、趣味性，使用戶擁有更多的選擇的同時更愿跟蹤了解學科最前沿信息，增加用戶體驗、提高互動效果，轉優勢為增值服務。期刊數據庫，如知網、維普、萬方等，可通過適當降低使用費用、降低集中式授權比例、靈活采用分散式授權方式、與信息分析單位合作，為用戶提供除單純論文下載外的情報分析信息。
3.發揮編輯的作用，提升期刊網站的管理運營能力科技期刊網絡傳播涉及網絡科技新聞的傳播、科技論文在社交網絡中的傳播、移動終端電子期刊的傳播等各種傳播途徑，每一種傳播途徑的開拓與維護都需要相應的專業技術人員和管理人員。[13]前述科技期刊網站的內容組織與形式設計都需期刊編輯的積極參與，也對編輯各方面素質提出更高要求。先前是期刊編輯將內容進行選排后由網站設計公司進行線上傳輸，而今要求編輯對即將出版的論文進行篩選和推薦，并對重點論文進行精辟點評、概括及配圖，這就要求編輯具有良好的專業知識背景和明晰的新聞傳播意識。此外，多樣化的文章體裁、多指向的超鏈接等，要求編輯做好統籌安排，嚴格把關層級結構關系。編輯個人的風格偏好將密切影響期刊網站相關模塊甚至是整體的風格，其應當建立起與可視化圖形圖像設計者的密切聯系，借用他人新穎的頁面設計、契合的動靜圖像組合將嚴肅的科技期刊及其網站辦得生動、活潑，實現協同管理。
四、結語
