技术尺度（精选十篇）
技术尺度 篇1
关键词：复杂环境,尺度不变,SURF,特征检测与匹配
特征检测与匹配技术是计算机视觉的热点与难点之一,它的效果会影响到很多后续图像处理的成败。在农田或荒野等复杂环境中,由于光照、遮挡、地形等严苛条件,致使所获取的图像帧中存在较多的阴影、旋转、尺度变化、模糊等现象和各种噪声。以典型的农田为例,首先,农田环境是非结构化的,没有大量的类似室内坏境下的角点、平面、直线等规整简单的特征;其次,地形粗糙起伏,土质疏松甚至是泥泞,机器人运动时的颠簸会使所采集的图像存在旋转、尺度变化、模糊等现象。此外农田中自然光照条件和阴影也加大了匹配的难度。如何在复杂环境下检测出高鲁棒性的特征点并匹配,很多学者进行了大量的研究。其中,SIFT与Harris算法最具代表性。Lowe提出的SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算法[1]对图像的平移、尺度、旋转都具有不变的特性,并对亮度变化和仿射变换有部分不变性,但其计算量很大,实时性较差;C.Harris和M.J.Stephens提出的Harris算法[2]在很多方面得到应用。该方法可以隐式地使用滑动窗口,适合矩阵运算,效率很高,定位精度可以达到像素以下精度,对噪声抑制良好。但在尺度变换的情况下,Harris角点的可重复率变得很低[3]。鉴于此,综合考虑农田的特殊条件,引入了一种新的特征点检测算法———SURF(Speeded Up Robust Features)算法[4],对尺度变化、光照、图像旋转等均有很高的鲁棒性,有效克服了SIFT算法实时性差的缺点,耗时仅为SIFT算法的1/3左右,而且在克服尺度变化的影响方面,优于Harris算法;然后在极线几何约束和一致性约束下,采用BBF算法结合最近邻法,实现特征点精确匹配并进一步提高系统的实时性。实验表明,本文方法较好地保证了鲁棒性和实时性的平衡。
1 SURF算法原理与特征点检测
SURF(Herbert Bay,2006)算法[14],它是SIFT算法[1]的改进,其整体思路与SIFT类似,但在过程中采用了与SIFT不同的处理方法:1)用盒形滤波(box filter)近似二阶高斯滤波,利用不同大小的盒形滤波器与原始图像卷积,建立不同尺度的图像金字塔,并用积分图像加速卷积以提高计算速度;2)使用快速Hessian检测器检测特征值;3)利用Harr小波建立特征点描述符。
1.1 特征点检测
SURF特征检测基于尺度空间理论,以Hessian矩阵的行列式为基础。给定图像I和其上某一点X=(x,y),则尺度σ上点X处的Hessian矩阵H(X,σ)定义如下
这里的Lxx(X,σ)是高斯函数二阶导
Herbert Bay 在文献[4]中提出,以下式作为Hessian矩阵行列式的近似
det(Happrox)=DxxDyy-(ωDxy)2 (2)
式(2)中Dxx、Dyy、Dxy是盒形滤波器与输入图像的卷积,用以替代Lxx、Lyy、Lxy,权值ω取0.9。
由此遍历整幅图像,计算图像中的每一个像素的近似Hessian矩阵的行列式,找到极值点即为候选特征点。
1.2 特征点精确定位
精确定位图像中的特征点:设定一个响应阈值,低于此预先设定的阈值的像素点都将被去除,由此保留下来的点更加鲁棒;采用非极大抑制找到一组候选特征点,具体思路为:尺度空间中的每个像素点都和它的上一层、下一层和所在层的共计26个邻域点进行比较,都大于它们或小于它们的像素点才作为候选特征点。
然后在尺度空间和图像空间进行插值运算,得到特征点亚像素精度的位置。
将Hessian矩阵的行列式函数,H(x,y,σ),表示为泰勒二阶展开式
对此函数求导,并令其等于零,得到极点的插值位置,
这儿的导数由邻像素点的有限差分来近似求出。若
1.3 特征点描述符
SURF描述符描述了每个特征点的尺度相关邻域内灰度是如何分配的。
为了对图像旋转保持不变,需要给特征点设定一个可重复性的方向。为此,首先计算以特征点为中心,6s(s是特征点所在的尺度)为半径的圆形区域内,计算x方向和y方向的哈尔小波(Harr Wavelets)响应,哈尔小波边长取4s,并给这些响应值赋高斯权重系数,这样得到一系列的向量;然后将60°范围内的响应加起来形成新的向量,滑动窗以5°为一步转动,遍历整个圆形区域,选择最长矢量的方向为该特征点的主方向。如图2。
选定特征点主方向后,以特征点为中心,首先将坐标轴旋转到主方向,按照主方向选取边长为20s的正方形区域,将该窗口区域划分为4×4的子区域,在每一个子区域内,计算5s×5s(采样步长取s)范围内的Harr小波响应,相对于主方向的水平、垂直方向的哈尔小波响应分别记作dx、dy,同样也赋给响应值以权值,以增加对几何变化的鲁棒性,减少局部误差;然后将每个子区域的响应以及响应的绝对值相加形成
这样,对每一个特征点,SURF算法保存了以下信息:特征点所在尺度、特征点图像坐标系下的坐标、64领域向量。
2 特征点匹配
特征点匹配的过程实际就是将两幅不同视点的同一景物或物体的图像中对应于空间同一位置的点联系起来。现有的特征点匹配方法有很多[1,5,6,7]。针对同一时刻双目摄像头采集到的图帧与不同时刻采集到的图帧的匹配分别进行了探究。
2.1 特征点的立体匹配
立体匹配建立的是同一时刻双目摄像机左右图像中特征点的对应关系,鉴于穷举搜索法虽然能够保证搜索到正确最近邻点,但时间开销很大;普通的K-D树算法对于高维特征,搜索就会失效,现采用BBF(best bin first)算法[5]结合最近邻法则匹配特征点。BBF算法是KD树的扩展,它突破了维数限制,可以较好地解决高维特征的搜索问题。BBF算法所建立的二叉树的索引结构与KD树相同,所不同的是BBF算法通过引入距离优先级队列记录所遍历的节点,并选择具有最近距离的子节点进行回溯搜索,通过这样一个优化策略,显著地提高了搜索速度和精度。在找到最近邻点与次近邻点之后,因为SURF特征点包含其领域信息,所以用向量的最近邻匹配法[1]就可以找出潜在的匹配对而无需进行额外的计算。当最近邻点和待匹配点的欧氏距离与次近邻点和待匹配点的欧氏距离的比值小于阈值σ(本文取0.4)时,即为匹配点对。然后利用外极线约束进行外极线配准,剔除不满足约束的误匹配点对。
2.2 特征点的跟踪匹配
特征点的跟踪就是在下一图帧中寻找对应于当前图帧的特征点。采用的匹配方法和立体匹配方法大致相同,但约束条件只利用了一致性约束去除误匹配。
3 实验结果与分析
实验平台是四轮移动式农业机器人平台,图像采集设备Bumblebee2双目摄像头,采集图像大小为512×384。软件开发环境为Windows XP 操作系统,开发工具为Visual studio 2010、MATLAB7.0。
3.1 特征检测实验
实验在农田环境下进行,如图5所示,尽管环境复杂,存在光照、尺度变化、旋转等因素,但SURF算法仍显示了很好的鲁棒性,特征点分布均匀,数目稳定。分别对左右目图像各7帧实验结果进行统计,如图6,检测到的特征点数均在1 150—1 350之间,且数值大致相当。
(系列1-左图,系列2-右图)
3.2 特征匹配实验
利用BBF算法搜索最近邻点,然后结合最近邻法则,以特征点间的欧氏距离为相似性度量,在严苛的匹配阈值(σ=0.4)之下,进行了左右图像的立体匹配实验与前后时刻图帧的特征点跟踪匹配实验。重复实验多次,得到的匹配点对在同一对图像之间稳定无变化,进行7次立体匹配实验和6次跟踪匹配实验,最终得到的匹配点对数值均在在130—210对之间,增大阈值σ,匹配点对的数值会更大。
4 结论
以农田这一典型的复杂环境为研究对象,针对其中存在的光照变化、尺度变化、图像旋转等不利条件,引入一种新的尺度不变特征检测算法——SURF算法作为手段,并结合BBF搜索算法,进行了特征点的匹配研究,实验证明了该算法对尺度变化、旋转等具备了较强的鲁棒性,而且实时性比目前广泛使用的SIFT算法大大提高,基本满足实时性的需要,可应用在图像配准、机器人视觉导航等领域。但实验中SURF算法对图帧的运动模糊现象匹配效果不佳,今后需要针对其进行研究改进。
参考文献
[1] Lowe D G.Distinctive image featuees from scale-Invariant key points.International Journal of Computer Vision,2004;60(2):91—110
[2] Harris C,Stephens M.A combined corner and edge detector.Pro-ceedings of the 4th Alvey Vision Conference,1988:147—151
[3] Schmid C,Mohr R,Bauckhage Ch.Comparing and evaluating inter-est points.Proceedings of IEEE International Conference on ComputerVision,1998:230—235
[4] Bay H,Tuytelaars T,Van Gool L.SURF:Speed up robust features.Proceedings of the European Confernce on Computer Vision,2006;Part 1:404—417
[5]田伟刚,郭雷,黄雷,一种应用于图像配准中的点特征匹配算法,微电子学与计算机,2008;25(3):172-174,181
[6]葛成,胡福乔,赵宇明,基于SURF特征的高动态范围图像配准算法,微型电脑应用,2010;26(2):8—9,17
[7]谭磊,张桦,薛彦斌,一种基于特征点的图像特征点的图像匹配算法,天津理工大学学报,2006;22(6):66—69
技术尺度 篇2
【关键词】裁判技术犯规认识 判罚 尺度
一、技术犯规的概念
技术犯规是篮球裁判规则中一个重要的组成部分。规则的不断变革，是篮球运动持续成功发展的必要条件。在篮球比赛中，技术犯规的判罚是对其行为是否符合体育道德精神和良好比赛作风的一种行为判定。技术犯规的主要内容分为行为规定和暴力行为两个部分。
二、技术犯规的判罚和处理
2.1技术犯规的判罚
正确掌握判断技术犯规的“ 尺度” 和处理方法，恰如其分的运用钊罚枝巧，对于保证此赛的顺利进行，也是具有重要作用的。技术犯规是指在比赛中不和对方队员发生身体接触的行为和道德方面的犯规。裁判员在判罚技术犯规时，应该从说服教育出发，做到棋重、严格、合理。对于比赛中无意的、影响不大和后果不严重的一般性质的违犯规则的行为，裁员对违犯者首先进行提醒，或者警告，以避免技术犯规的发生。若裁判员对某队的某个队员违犯规则的行为一经提出警告，这一警告，不仅对该队员发生作用，而且，对该队所有其他队员都起着警告的作用。经过警告节勺该队的任何一个队员，如果重犯违反规则的类似行为，就要立即被判罚为技术犯规。但是，并不是所有违犯规则的行为，都要经过警告后才能判罚为技术犯规的，对那些在此赛中故意和连续违犯规则和表现出严重的不道德、不礼貌和投机取巧行为的球队成员，都要直接给予技术犯规。
2.2技术犯规的处理方法
队员被判技术犯规，登记犯规队员的犯规次数，并计在该队员四次犯规和该队每半时全队八次犯规之内，由对方队长或由队长指定罚球队员罚球两次。若最末一次罚球投中，由对方队员在端线外掷界外球。教练员、助理教练员、替补队员或随队人员的技术犯规及其处理：在比赛中，裁判员遇到下列情况，可判教练员、助理教练员、替补队员及随队人员技术犯规。比赛进行中，随意进入球场或者离开他们的球队席位，在界线外跟随比赛移动指导此赛，教练员请求暂停超过了规定的次数、与裁判员或对方人员谈话时没有礼貌、比赛进行中，不听裁员的劝告，仍然大喊大哄，妨碍比赛的顺利进行等都应给予技术犯规。
三、针对市内、基层（友谊）比赛的判罚处理原则
市内比赛和基层比赛，如市、镇、企业内比赛、高校之间或高校内的比赛等。一场比赛的胜负，往往会影响到运动员、教练员、地区的切身利益与荣誉。比赛中运动员、教练员均处于高度的兴奋，紧张状态，所以运动员、教练员以及观众往往不管裁判员的宣判是否正确，只要作出对其不利的宣判，就会群起而攻之。比赛的水平越高，裁判员宣判技术犯规就是越是“敏感”，这种情况无疑会对裁判员造成巨大的心理压力。对于这类型的比赛，裁判员应在比赛中自始至终保持稳定、冷静、沉着的心理状态，抓住时机，进行适当的判罚。
四、小结
国内高水平比赛的判罚尺度要比国际的判罚尺度严格很多，应结合赛况及犯规程度调整判罚尺度，多于国际交流学习。市内高水平的比赛应结合警告（全队警告或全场警告），对态度恶劣，明知故犯者应立即做出判罚，不能犹豫不决、忧柔寡断，要坚决维护裁判尊严。基层（友谊）比赛应慎重做出判罚；应以比赛顺利进行而灵活处理，多采用提醒注意结合警告处理。建立健全的裁判员培养体系，做到长期规划与近期目标相统一，理论与实践相统一，培养、培训与考核相统一；完善考核管理制度，对裁判进行严格规范与管理，如升降级制度、跟踪制度。借鉴先进的培训制度与方法，如国内高校的多媒体教学、网络信息传递。裁判员除了须具备良好的思想素质、业务素质和身体素质，还应具备过硬的心理素质，才能更好地提高我们裁判员的执裁水平，从而更进一步地推动篮球运动的普及与发展。
【参考文献】
[1]篮球协会审定《篮球规则》[Ｍ].2004年，北京，光明日报出版社，2004年9月第4版 P：65-6
[2]王春生，王玲玲《中国篮球甲级联赛裁判员现状及实施职业化机制讨论》 成都体育学院学报.2005，（6）：102-104
[3]杨留锁，高松山 《我国篮球裁判员判罚尺度应尽快与国际接轨》 洛阳师范学院学报，2005，（5）
技术尺度 篇3
1 农业节水技术区域尺度综合效益评价指标的构建
区域指标体系构成分为4个目标层级, 分别针对节水技术应用之后的宏观效果、实际影响、利用状况以及应用评价进行分析和研究, 从而开发相应的指标体系。该体系包括4个准则、9个一级指标、15个二级指标, 用详实的数据和科学的计算将农业节水技术的效果、效益、实际操作和技术推广进行了逻辑清晰、简洁易行的分析和体现, 为农业节水技术的实际应用提供了科学的、易操作的、系统化的理论基础。
2 计算机在综合评价指标数据分析中的应用
数据的多维度分析是指把不同层面的信息以具体数据的形式通过横向及纵向排列形成更为立体的信息交汇, 得出不同参考评标准, 从而让农户基于不同的实际应用需要进行合理选择应对措施。随着对计算机技术的深入研究和快速发展, 该技术被普遍应用于财政、金融、邮电、国防、交通等实际生活当中, 而其精准快捷的计算技术同样适用于农业节水技术的实际应用与操作, 使评价指标数据的汇总与分析工作变得更加简单易行。
2.1 用户需求分析
新疆位于亚洲内陆, 远离海洋, 属于典型的大陆性干旱气候, 降水量常年保持较低的水平, 据近年相关统计数据显示, 新疆年降水量相较于我国各省区处于末位, 平均降水量约为为155毫米, 仅占全国年降水量的4%左右。而且新疆日间气温较高, 水分蒸发强烈, 使得新疆地区水资源相当匮乏。新疆因其地广人稀, 日照充足的地理环境, 十分利于农作物的生长, 因而成为我国重要的产粮基地。但新疆的农业发展类型是典型的灌溉农业, 农业用水需求量大, 紧靠雪山融水和河流的补给, 根本无法满足该地区的农业用水需求。由于该地区常年超负荷用水, 已经到了影响该地区生态环境的严重地步。所以想要以可持续发展的态度来提高新疆地区的农业发展水平, 亟待解决的便是农业节水问题。
新疆农业节水问题是近年来科学界的热门话题, 多年的实地勘测和抽样试验使得该问题得到了阶段性的胜利。但由于新疆地域辽阔, 地质各异, 很难用一种办法解决所有的实际农业节水问题。而且繁杂的节水系统和深奥的节水理论又不易于被该地区农户所理解接受。如何将实验室的科研成果付诸实施、解决实际用水难题;如何将实际问题客观分析, 并且易于操作被当地的百姓接受便成了这一科研领域的又一极具挑战的新课题。
2.2 系统设计
笔者本着能将深奥复杂的农业节水技术切实服务于该区域农户, 使当地农户能够便于操作、及时反馈的设计理念制作而成。由于该软件的主要使用者为新疆地区农民, 所以系统设计较为简洁, 与一般类似软件相较而言, 该系统省去了过多的专业理论术语, 便于农户理解。农户只需掌握最基本的计算机使用方法和农业知识, 便可轻松使用该软件, 轻松地掌握适合自家农田使用的节水技术和方法。该软件系统分为会员注册登录、农田详细情况录入、具体节水指标计算、相应问题反馈四个步骤进行。
2.2.1 会员注册登录。
首先打开该软件系统申请账号, 设置密码并登陆, 开始使用软件。一人一号的程序便于使用者的个人信息保密, 并便于下次登陆使用。
2.2.2 农田详细情况录入。
农户将自家农田的实际情况录入并保存, 便于实际问题实际分析。录入的内容具体分为灌溉面积、农作物类别、各季度降水总量等实际数据。
2.2.3 具体节水指标计算。
根据录入的农田信息, 直接显示农户的具体操作行为, 如灌溉类别、灌溉时间、灌溉次数、灌溉总量等具体数据。舍去了大量的专业术语和繁杂的运算过程, 操作方法清晰简洁, 更易于农户理解使用。
2.2.4 问题反馈。
该农业节水软件系统在使用过程中仍会出现某些不足, 为了便于系统优化, 软件设置了反馈系统, 便于农户解决系统尚不能解决的问题。
2.3 软件编程
本软件系统采用常用的Windows系统进行操作。编程工具采用当今世界上最快的编译器Delphi7.0可视化编程工具, 它是一个非常人性化的程序开发工具, 具有简单、高效、功能强大的特点。另外还采用了Microsoft Office Access微机数据库管理系统, 这一系统有强大的数据处理、统计分析能力, 便于程序运算操作。
3 结语
农业发展要与环境保护有效的结合起来, 任何环境透支和生态破坏都将带来无法估量的后果。简单易行的节水方法更容易被当地农户接受, 能够将节水技术运用于实际操作。计算机技术运算快捷准确, 将之运用到新疆地区的农业节水建设中, 并取得良好的节水效益, 这是一件利国利民的惠农技术。
参考文献
敬畏自然的尺度 篇4
父亲临终时对他说：“土地有它自然的尺度，任何时候都不能超越这个尺度，无休止地索取，只会遭到自然的惩罚。我刚刚接管农场时，我们培育种植的奇异珍果和天然卷菜在国际市场上十分畅销，尤其是天然卷菜，只有我们独家生产，价格成倍上翻，订单接踵而至。面对滚滚财源，我忘记了你祖父的遗训，把正在轮作休养的30公顷土地扩种了天然卷菜，产量成倍增加，但收益却并未如想象的那样成倍增长。由于扩种，增加了成本，地力也下降了。加之天然卷菜集中上市，价格一降再降，每公顷收入反而比以前少了，这是我一生中最大的失误和教训。”
父亲的话，深深刺痛了他的心，他谨遵祖父遗训，一直坚持土地轮作，50多年不改，一年种植，一年休养，限量生产，精美包装。正因为如此，他培育出的奇异珍果在市场上始终保持旺销势头，全家人过上了衣食无忧、富足有余的日子。而他也被选为“全球环境义务大使”，到世界各地宣传保护环境、珍爱家园的重要性，他常说的一句话就是：“人类要敬畏自然的尺度。”
无独有偶。我国浙江一家水产公司，利用千岛湖独特的湖水养殖了一种叫”胡子鲶”的鱼。他们坚持养殖利用的水体不得超过千岛湖的1％，每亩产量不超过1000公斤，对鱼的生长和捕捞执行严格的标准；同时还研制烹调用料，形成了独家风味，并且只限在千岛湖范围内上市，专供游客食用，绝不外卖，每天实行“三限”制度，即：限鱼捕捞量、限每桌供应量、限每天餐桌量。而且不管多么热销，“胡子鲶”就是不涨价。被调足了口味的游客都为品尝“鱼宴”，慕名而来。曾有多家企业前去洽谈合作事宜，准备扩大生产，在全国各地开设连锁店，都被婉言谢绝。很多人对他们“有钱不赚，有肉不吃”的做法表示不解，公司总经理却说，合作是好事，但有些合作是冲着暴利来的，势必导致为利而渔，盲目扩张，只能造成水体恶化。为鱼而“渔”，品质无法保障，甚至会竭泽而渔，到那时，千岛湖“鱼宴”还有什么魅力可言，还能吸引世界各地游客吗？
绝不能为鱼而“渔”和坚持土地轮作，既是敬畏自然的尺度，又是敬畏市场的尺度。无论高山大地，还是湖泊海洋，能养育多少生命，创造多少价值，自然早有安排，敬畏自然的尺度，正是生态文明的哲学基石。
技术尺度 篇5
目前微纳米加工尺寸多为微米级以下, 普通小型加工尺寸为毫米级, 中间这段尺寸范围 (几微米至几百微米) 称为微尺度加工[1]。随着工业产品的精密化和微型化, 越来越多的产品中出现了大量形状各异的微细结构, 其中微尺度缝、槽结构占很大比重, 并且多以群缝、槽结构形式出现[2,3]。
微尺度群缝结构的批量生产, 目前一般采用数控铣削加工、电火花加工、激光加工等方法[4]。数控铣削加工刀具成本高, 加工群缝边缘存在难以完全去除的飞边、毛刺, 产品使用性能受到很大影响;电火花加工为了保证高表面质量而使加工效率低, 且加工过程电极产生损耗, 需定期对电极进行修整[5];激光加工质量受激光参数、材料性质等因素影响较大, 很难加工出高精度、一致性好的群缝结构[6]。电解加工具有加工范围广、工具无损耗、表面质量好等优点, 如果能够解决工艺试验过程中成形规律难以掌握, 试验参数修正周期长等问题, 电解加工会特别适合于微尺度群缝的批量生产[7]。
本文以中心对称静刀盖群缝电解加工为研究对象, 由于群缝对应的每个单缝加工具有重复性, 因此仅对单缝成形规律进行电场仿真分析, 选用仿真参数结果进行群缝加工试验, 旨在减少工艺试验前期大量试验参数的修正工作, 缩短工艺试验周期。
1 微尺度群缝电解加工原理
微尺度群缝电解加工试验原理如图1所示, 加工出的阳极群缝结构如图2所示。试验采用未绝缘辐射状整体阴极, 阳极材料为不锈钢;电解液为Na NO3溶液和饱和乙二胺四乙酸溶液的混合溶液;电源为频率25k Hz、峰值电压24V、占空比可调的脉冲电源;电解液从阴极中间流入加工间隙, 如图3所示 (以阳极某单缝加工为例) , 加工间隙内形成正向流动和侧向流动的复合冲液, 电解液从密封腔内壁与背压套之间的缝隙流出加工间隙, 靠行程阻力自然形成背压, 且密封腔内背压大小随阴极进给不断增加, 保证了加工间隙流场稳定性, 电解液进口压力为0.3~0.5MPa, 压力表测量的密封腔压力为0.2~0.3MPa。
试验前首先加热电解液, 并保持电解液温度均匀, 同时进行循环过滤, 保证加工间隙内电解液清洁;电解加工过程中, 在脉冲电源作用下, 阳极表面发生电化学腐蚀, 机床运动控制系统带动工具阴极不断进给, 群缝逐渐加工成形。
2 电场模型及有限元计算
2.1 加工间隙电场分布
假设群缝对应各单缝成形规律相同, 并且单缝与单缝之间互不影响, 就可以通过分析单缝成形规律来研究群缝的加工。图4所示为单缝加工间隙电场分布模型, 由于加工间隙内电解液最大流程较短 (2.5mm) , 且加工时间也较短 (2min左右) , 可认为加工间隙内电解液电导率不随流程、温升而变化, 将加工间隙电场近似看作稳恒电流场, 同时假设电解液各向同性, 根据电场及电化学加工理论, 阴极、阳极之间封闭区域Ω的电势分布符合拉普拉斯方程[8,9], 即
式中, φ为电场中各点的电势值;x、y、z为电场中各点坐标值。
阳极边界Γ2条件为
式中, φa为电场中阳极各点电势;U为电势值;n为阳极边界法向方向;θ为阴极进给速度与阳极表面法向之间的夹角;vf为阴极进给速度;η为电流效率;w为体积电化学当量;k为电解液电导率。
阴极边界Γ1条件为
式中, φc为电场中阴极各点电势。
另外, 电解加工电场模型除了阴阳极边界外, 其他边界应该封闭或近似封闭, 边界Γ3条件为
式中, n'为其余边界法向方向。
式 (1) ~式 (4) 为建立的电场分布数学模型, 计算上述模型可得区域Ω内任何一点P (x, z) (或P (x, y) ) 的电势分布φP, 由此可得阳极材料去除速度:
阳极上任意一点P0 (x0, z0) (图3a) , 经加工时间t后, P0点移动至Pi (xi, zi) 点, 在Δt极短时间, Pi点移动至Pi+1点, 位移变换关系如下:
式中, vax、vaz分别为va沿X方向、Z方向的速度值分量;Ex、Ez分别为电场强度沿X方向、Z方向的分量。
由式 (1) ~式 (6) , 根据叠加原理, 只要知道加工间隙内初始时刻的电势分布, 进而求得电场强度分布, 就可计算出任意时刻阳极轮廓形状。
2.2 电场模型有限元计算
采用有限元软件进行电场模型计算时, 主要分为前处理阶段、网格划分、求解器运算、后处理阶段。在有限元前期处理模块中导入加工间隙区域的几何模型, 并对几何模型的边界 (阳极边界、阴极边界、其余边界) 以及围成的实体间隙区域Ω施加相应电场条件 (边界条件的施加参照式 (2) 、式 (3) 、式 (4) ;间隙区域Ω的电场条件符合式 (1) ) , 输入电解液电流效率η、阳极材料体积电化学当量w、电导率k的数值。
在网格划分阶段, 将几何模型边界围成的间隙区域Ω分割成若干很小的区域e, 分割后区域成网格状, 这些网格就是各种形状的有限元, 图5所示为单缝加工间隙区域有限元网格划分示意图。
网格划分完成后, 采用有限元求解器对加工间隙电场模型进行运算, 运算结束后可在后处理模块中提取电场的特征量, 如间隙区域Ω的电场强度分布Ex、Ez, 将求解出的电场强度分布代入式 (6) 即可求出Δt时刻后阳极轮廓形状。在有限元软件中, 反复进行不同阳极轮廓位置的电场强度分布计算, 最终可以得到任意时刻阳极轮廓形状。
3 电场仿真及试验验证
3.1 单缝电解加工过程电场仿真
采用COMSOL软件对单缝电解加工过程进行电场仿真。设定XZ截面阴阳极初始加工间隙为0.2mm, 阳极加工深度为0.5mm, XY截面阴阳极初始加工间隙为0.04mm, 阴极进给速度为0.4mm/min;脉冲电源平均电压为5V, 占空比为0.75;Na NO3溶液质量分数为8%, 温度为25℃ (电导率为7.2S/m) , 得到单缝轮廓形状随时间变化规律图6所示。
从图6可知, 单缝成形过程可分为阴极切入阶段 (t=0~30s) 和稳定加工阶段 (t=30~100s) 两个阶段。阴极切入阶段, 由于阴极尚未进给至阳极内部, 总体而言阳极边界电化学腐蚀速度很低, XY截面以及XZ截面阳极边界均未发生显著变化;稳定加工阶段, 随着阴极不断进给, XZ截面底面间隙逐渐减小, 侧面间隙随着加工时间延长不断增大, 由于采用低浓度Na NO3电解液, 侧面没有形成抛物线状喇叭口结构, 而为趋于平直的斜线状结构, XY截面阳极边界近似为阴极边界的等间隙偏置, t=65~100s时间段内XY截面阳极边界移动速率显著低于t=30~65s时间段内XY截面阳极边界移动速率, 由电解加工原理, 随着加工时间延长, XY截面阴阳极间隙逐渐增大, 当间隙增大至一定尺度, 电解液电流效率、加工间隙电场强度进一步下降, 从而电化学腐蚀速度也显著减小, 此后 (t=65~100s) 阳极边界移动速率明显减小, 单缝加工定域性显著提高。
3.2 不同平均电压的电场仿真结果
阴极进给速度为0.4mm/min, 其他参数不变的条件下, 选用不同平均电压进行单缝加工过程仿真, 得到加工结束时刻单缝缝宽d (图6所示) 及侧壁锥度tanα (图6所示) 随平均电压的变化, 如图7所示。
随着平均电压的增加, 单缝缝宽d、侧壁锥度tanα也相应增加。平均电压由5V增加至7V, 缝宽d由0.265mm增加至0.43mm, 侧壁锥度tanα由0.1增加至0.206, 即相同参数条件下, 随着平均电压增加, 单缝加工精度显著下降。
3.3 不同进给速度的电场仿真结果
平均电压为6V, 其他参数不变的条件下, 工具阴极选用不同进给速度进行单缝加工过程仿真, 得到加工结束时刻单缝缝宽d及侧壁锥度tanα随进给速度的变化, 如图8所示。
随着进给速度的增加, 单缝缝宽d、侧壁锥度tanα相应减小。进给速度由0.4mm/min增加至0.6mm/min, 缝宽d由0.353mm减小至0.34mm, 侧壁锥度tanα由0.168减小至0.158, 即相同参数条件下, 随着进给速度增加, 单缝加工精度有所提高。
3.4 群缝加工的工艺试验验证
由仿真结果可知, 相同加工参数条件下, 降低脉冲电源平均电压、提高工具阴极进给速度均可提高单缝的加工精度。考虑实际加工尺寸精度要求和加工稳定性等因素, 选择加工结束时刻, 单缝缝宽d在0.25~0.29mm以内, 侧壁锥度tanα在0.1~0.15以内参数较为适合。根据仿真结果, 以3.1节所述参数进行静刀盖群缝工艺试验, 图9a所示为加工群缝结构局部放大图。为了考察静刀盖群缝加工一致性以及单缝仿真与工艺试验误差, 使用Mitutoyo工具显微镜对图9b 3个检测位置i、j、k进行采点测量, 为了减小随机误差的影响, 在相同加工参数条件下进行3次工艺试验, i、j、k位置数据值为3次工艺试验结果平均值。
从i、j、k 3个不同位置, 工艺试验数据值形成的单缝轮廓形状与仿真结果对比 (图10) 可知:①工艺试验得到3个不同位置数据值分布趋于一致, XZ截面3个位置单缝轮廓形状误差小于0.01mm, XY截面3个位置形状误差小于0.012mm, 即工艺试验加工出的静刀盖群缝一致性好, 其中i位置处单缝缝宽为0.275mm, 侧壁锥度为0.112;②XZ截面仿真与工艺试验单缝轮廓形状误差小于0.016mm, XY截面仿真结果与工艺试验形状误差较大, 尤其在电解液出口位置以及电解液入口位置, 形状误差最大值为0.03mm, 中间位置仿真与工艺试验结果趋于一致, 形状误差小于0.01mm, 实测i位置电解液出口Ⅰ处缝宽为0.262mm, 中间位置处缝宽0.275mm, 电解液入口Ⅱ处缝宽为0.284mm。
电场仿真与工艺试验结果分析表明, 造成误差的主要原因为:实际加工XY截面除阴阳极边界外, 其余两侧边界属于敞口加工区 (图3b) , 电解液由两侧边界流进、流出, 而建立的电场模型 (图4b) , 假设区域Ω两侧边界绝缘封闭, 这与实际加工条件不同, 因此在电解液入口、出口边界位置不可避免存在误差, 且与电解液入口、出口边界距离越近误差越大, 而XY截面中间位置与电解液入口、出口边界相距较远, 电场模型与实际加工情况符合程度较好, 电场仿真与工艺试验结果误差也较小。总体而言, 对单缝加工过程的电场仿真能够形象化地反映出实际电解加工过程;单缝电场仿真结果也能够反映出群缝加工工艺试验结果, 且电场仿真与工艺试验的最大形状误差为0.03mm, 将电场仿真优选加工参数的方法用于指导静刀盖群缝加工工艺试验, 加工出图11所示的不同静刀盖试件。
4 结束语
本文针对微尺度群缝电解加工工艺试验过程中, 成形规律难以掌握, 试验参数修正周期长的问题, 采用现有商业成熟软件COMSOL对单缝轮廓在XY截面、XZ截面的成形过程分别进行电场仿真, 并以单缝电场仿真参数进行静刀盖群缝工艺试验, 加工出平均缝宽0.27mm、侧壁锥度为0.12的群缝结构。电场仿真与工艺试验结果对比表明, 电场仿真可以反映出工艺试验结果, 且与工艺试验单缝轮廓形状误差可控制在0.03mm以内, 在静刀盖群缝工艺试验前期充分进行电场仿真, 并根据实际加工要求仿真优选加工参数, 能够有效减少工艺试验前期大量试验参数的修正工作, 缩短工艺试验周期。
摘要：以静刀盖微尺度群缝电解加工为研究对象, 针对工艺试验过程中群缝成形规律难以掌握, 试验参数修正周期长的问题, 采用COMSOL软件对单缝成形过程进行了电场仿真, 并以电场仿真参数结果进行工艺试验, 加工出平均缝宽0.27mm, 侧壁锥度为0.12的群缝结构。电场仿真与工艺试验结果对比表明, 电场仿真方法减少了工艺试验中大量试验参数的修正工作, 缩短了电解加工工艺试验周期, 且电场仿真与工艺试验单缝最大形状误差在0.03mm以内。
关键词：微尺度群缝,静刀盖,电场仿真,电解加工
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技术尺度 篇6
所谓量规是一种结构化、量化的评价手段, 是一种等级标准, 可用来确定和区分学生的表现状况。量规专家海蒂·古德瑞齐将它定义为“为一项工作列出标准的评分工具”, 而我国的教育技术专家祝智庭教授则将它定义为“一种结构化的定量评价工具”。
●量规的构成与特征
量规往往评价学生在给定作业或任务中产生的成果, 适用于研究性学习, 协作学习, 课堂参与, 演示汇报, 家庭作业, 科学实验等多种学习活动, 是一种评价标准的体现, 量规可以帮助学生认清自己的学习目的和需要达到学习的标准, 使用量规评分的最大好处之一是实施标准公开化, 有助于对学生作出客观, 公正的评价。
量规主要由层次、项目和表述构成。“层次”指对学生表现的考评范围, 层次排列由低到高或者由高到低;“项目”指的是对学生表现、学习过程和学习成绩的评定;“表述”是指用语言界定学生表现处于哪个层次。设计量规常见的“层次”有:新手、熟手、专家;入门、熟练、精通;A、B、C;不及格、及格、良好、优秀;1分、2分、3分、4分、5分;★、★★、★★★、★★★★、★★★★★等。量规的“项目”设计及量规的“表述”设计一般来说要根据具体的评价内容来定。例如, 以下是学生在学习声音的录制、编辑与音像合成的内容时使用的作品评价量规。 (见图1)
●量规设计的基本方法
为了更好地评价学生的学习绩效, 下面介绍设计评价量规基本方法。
1. 根据教学目标和学生水平来设计结构分量
教学目标不同, 量规的结构分量也应有所不同。例如, 在评价学生的多媒体作品时, 可以从作品的选题、内容、组织、技术、资源利用等方面考虑。而在评价学生的课堂参与性时, 可以从学生的课堂表现、回答问题的情况、作业完成情况、小组合作情况等方面考虑。另外, 量规结构设计还需考虑学生的水平, 不符合学生水平的结构分量在评价时往往是没有意义的。图2是多媒体作品评价表。
2. 根据教学目标的侧重点确定各结构分量的权重
对量规中各结构分量的权重 (分数) 进行合理的设置, 不但可以促进有效的评价, 还可以引导学生把握努力的方向, 起到目标导向的作用。结构分量的权重设计与教学目标的侧重点有直接的关系。以Power Point作品为例, 如果我们的主要目的是教会学生学习制作Power Point演示文稿的有关技术, 那么就应该给技术、资源利用等结构分量赋予较高的权重;如果我们的目的是为了让学生通过Power Point作品展示自己的调查报告, 那么就应该给选题、内容、组织等结构分量赋予较高的权重。图3是广州市天河区沐陂小学陈紫凌老师《迷人的张家界——网页信息的保存》所用的课堂评价量规, 本节课教学目标主要让学生掌握网页信息的保存, 在评价量规结构分量的权重设计上侧重于“信息存储”。
3.用具体的、可操作性的描述语言清楚地说明量规中的每一部分
在对量规的各结构分量进行解释时, 应使用具体的、可操作性的描述语言, 描述用词清楚, 而避免使用抽象的、概念性的语言或主观评估语言, 描述内容应该易于在学习过程中鉴定发现, 另外, 描述内容要针对性强 (对学习帮助就越大) , 与学习目标相关。如在评价学生的信息获取能力时, 如果制定的标准是“学生具有很好的信息获取能力”, 则此标准形同虚设;而如果制定的标准是“能从多种电子和非电子的渠道获取信息, 并正确地标明了出处”, 则明确多了。后者所具有的可操作性, 正是量规最可贵的特点之一。
另外, 我们还可以让学生参与设计量规, 当我们的学生能够为教学问题写量规时, 就会了解整个过程, 他就能应用知识和经验, 并且能够检查和掌握它们。
●量规设计的典型错误分析
量规是一种新型的教学评价工具, 设计时应以学生为中心、关注学习过程, 能够对学生学习过程进行客观的评价, 并且在实践中应该体现操作性好、准确性高、反馈性强等特点, 然而量规毕竟是一种新型的评价工具, 在设计及应用的理论方面都存在诸多不足, 图4是量规设计比较容易出现的一些问题。
第一, 量规没有标题;
第二, 层次 (没完成、能完成、一般、优秀) 混乱, 不等距, 不可转换;
第三, 项目 (Word、PPT、Office、网页) 混乱, 不清晰, 交错包含;
第四, 描述 (根本没做、制作出成果、一般水平、做得很好) 主观, 无法鉴定, 可操作性不强。
●如何使用量规
在使用量规进行评价时, 要讲究方法, 使用是否得当也十分重要, 一般来说要注意以下几点。
1.在学习前提供量规
在学习前提出预期要求是信息技术课教学评价的一个重要原则, 这样才能发挥量规对学习过程的导向作用。
2. 与其他评价工具结合使用
每种评价工具都有它的适用范围, 配合使用才会取得最佳效果。例如, 在要求学生以电子作品提交作业时, 采用量规与学生作品范例相结合评价会更有效。
3. 在学习过程中不断提醒学生量规的存在
过程评价特别强调评价要随时进行, 这往往要求我们要对学生进行适当的提醒, 以便他们自觉不自觉地运用量规来衡量自己的作业, 并根据量规调整努力的方向。
4. 为自评和互评营造良好氛围
学生的自评和互评不但可以促进学生对于知识的学习, 还可以提高学生的评价能力。因此应该积极地鼓励这种评价, 如课堂上要求学生离开自己位置互相浏览作品, 根据量规提出修改意见等。但在这个环节中, 不能给学生的互评太大的压力, 否则会影响互评的质量。
技术尺度 篇7
随着计算机技术的不断发展,图像融合技术作为信息融合技术的一个重要分支,发展的速度越来越快,所起到的作用也越来越突出。在采集图像时,聚焦和离焦物体所成像的清晰度有很大的差别,前者清晰,后者模糊。图像融合,顾名思义就是将2张或以上的图像融合到1张图像上。多聚焦图像则是摄取场景中的目标和相机传感器距离不一样,从而导致聚焦点也不一样,进而拍摄出图像清晰度有所不同的多幅图像,如果将这些多清晰度略有区别的图像相互融合,便可以得到一张十分清晰的图像,这样可以清楚地获取到真实场景中更多的信息,也更加方便人的观察或者计算机的处理。近几年,图像融合技术得到迅猛发展,在遥感探测、安全导航、医学图像分析、反恐检查、环境保护、交通监测、清晰图像重建、灾情检测与预报等领域都有着重大的应用价值。
1 多尺度快速清晰度估计
1.1 基本思想和概念
多尺度的基本思想是将被融合的图像从多个尺度进行变换,依据特定的算法,把这些图像融合起来构成一个新的图像的多尺度组合。本文介绍的清晰度估计就是建立在多尺度变换的基础上,对其进行估计然后进行应用。
在实际应用的过程中,图像的融合依据信息的不同可以分为不同的三个阶段:像素处理阶段、特征处理阶段和符号决策处理阶段,见图1。像素处理是最底层,图像在该层级上的融合主要是物理参数的融合,这其中每一个像素都是由其他多个被融合图像相对应区域的信息决定的;在特征处理阶段,不同图像被输入系统后,由系统对图像进行处理,抽取其形状、纹理、对比度等特征进行融合,这样就可以把有价值的图像特征更好的表现出来;在符号决策处理阶段,接收到的信息已经是用过前两个阶段抽取的原始图像的特征值和分类值,这里是对图像信息的进一步抽象与融合。
1.2 多尺度分解算法
对于图像进行多尺度的分解,其方法有很多,目前常用的有两种算法:一种是按图像的空间域对图像进行分解;另一种是按图像的频率域对图像进行分解。
按空间域进行分解的算法叫金字塔算法,该算法是由Burt P.J早在1986年提出的,随后Goutsias J和Heijmans提出了金字塔算法的框架结构。该算法的特点是,不同的分解方法和重构方法可以得到不同的分界,其中非线性的金字塔应用最广泛,它的分解和重构都利用了形态学算子。金字塔算法在图像融合研究的初期得到了很大的重视和发展,但是随着基于频率域分解的小波算法的提出,金字塔算法的优势越来越不明显,最终被小波算法替代。
小波算法是基于图像的频率域进行的图像分解算法,它是在1988年前后被提出的,基于图像编码和模式匹配提出的一种算法,由于其独特的优越性,之后在信息处理方面得到了广泛的应用。小波算法应用在图像融合中,其计算的框架如图2所示。
先将图像进行变换,得到图像的小波系数,然后对其按照融合规则进行融合,然后再反变换成融合的图像。
按图像频率域进行多尺度分解与按图像空间域分解的优点主要有以下几个方面:
(1)小波算法在进行小波变换时,可以在分解过程中引入空间的方向信息,但是金字塔算法做不到这一点;
(2)金字塔算法分界的存在导致如果输入图像的清晰差别很大时,融合后的图像的边界会十分明显,这大大影响了图像融合的效果,但利用小波算法就不会出现这种情况;
(3)在图像融合的信噪比方面,小波变换比金字塔算法更好。
1.3 清晰度估计算法
当一幅图像有清晰区域和模糊区域时,如何判断出清晰区域与模糊区域是进行下一步图像融合的关键。在多尺度分解图像的基础上对其分解后的清晰度进行估计,是区分清晰区域和模糊区域的主要做法。
设分解后的一区域的大小为M×N,其行(M)和列(N)的空间频率分别为RF,CF:
式中:F(m,n)为灰度图像F在(m,n)点的灰度值;SF是图像F的空间频率。对于分解后的不同区域,某一区域的空间频率SF越大,则该区域的清晰度越大。
2 多聚焦图像超分辨融合
2.1 清晰区域判断
数据放在同一层,用户使用频率高的数据放在主要层,不同的数据放在不同的层。对输入的多聚焦图像进行超分辨的融合,首先要对清晰区域进行识别和提取。如上文所述,本文利用频率域将多个输入的多聚焦图像的清晰区域识别划分,然后提取融合。以两幅多聚焦图像的融合为例说明融合的过程。
第一步,对图像进行标记,把两个输入图像标记为I1和I2;
第二步,将标记后的图像进行分解,利用上文所述清晰度估计公式,对分解后的区域进行清晰度估计,每一幅图像的清晰区域为IC1(k)和IC2(k),如下:
第三步,将经过以上步骤得到的图像清晰区域通过降采样,然后升采样,这样使两幅图像中区域的频率域值相同,为后面的图像融合做好准备。
2.2 图像融合框架
基于多尺度快速清晰度估计的多聚焦图像超分辨融合的框架,如图3所示。在这一框架下,有提取特征、匹配、决策和组合等模块。
多尺度分析模块:如上文所述,将输入的源图像进行频域或者空间域分解,然后进行多尺度清晰度估计。
显著特征度量模块:对于已经分解的图像,在分析域中抽取其中比较显著的部分,这些部分对图像是明显的反映或是图像的特征。
匹配模块:寻找相似的部分,匹配值反映了2个输入源的相似性。
决策模块:这个模块是融合算法的核心模块,它的输出直接决定了最终的组合块的效果。
组合模块:该模块将得到的系数按构成一幅图像的方法进行组合。
多尺度反变换模块:通过反变换将组合结果映射回去,得到最终融合的图像。
3 实验结果
本文以两幅榕树叶的多聚焦图像的融合为例,对本文提出的方法进行了实验验证。实验选取的两幅多聚焦图像来自网络,首先对这两幅图像进行标记,分别记为I1和I2,将标记后的图像进行分解,将两幅图像都依次分解为9×9大小的图像块,利用上文所述清晰度估计公式对分解后的区域进行清晰度估计,计算其频率域值,其次按0.1的降采样尺度递减,计算出分解后的每个图像块的真实降采样数据和相对数据,然后再从这些图像块中选取20个图像块,将其与源图像具有相同内容的树叶图像进行比较,对提取的次清晰区域采用对应尺度进行超分辨率重建,这样一来,就可以得到每个区域的重建图像,即可得到最终的超分辨率重建的融合结果,融合结果如图4所示。由图4所示的实验结果可以看出,本文提出的基于多尺度快速清晰去估计的多聚焦图像超分辨融合技术是可行的,并且最终的图像融合效果也是十分令人满意的。
4 结语
本文提出了一种基于多尺度快速清晰度估计的多聚焦图像超分辨率融合的技术,通过分析研究对比传统的对图像的多尺度分解算法,指出基于图像频率域的小波分解算法比基于图像空间域的金字塔算法具有优势,利用小波分解算法结合图像清晰度估计算法,实现对多聚焦图像清晰区域的分解、识别和提取,通过对两幅多聚焦图像的研究,搭建图像融合系统框架,提取两幅图像的不同清晰区域和模糊区域,分别计算并得到两幅图像清晰区到模糊区的降采样尺度,然后对这些次清晰区域进行超分辨率重建,最终得到一幅各个区域都清晰的融合图像。实验结果表明,本文提出的基于多尺度快速清晰度估计的多聚焦图像超分辨率融合技术保留了源图像中的几乎全部最清晰区域,相比于传统的图像融合方法有了极大提高和改善,融合后的图像清晰度也比传统方法得到的图像的清晰度有了大幅度的提高,融合结果比较理想,值得借鉴。
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技术尺度 篇8
2012年9月16日～18日, 由中国工程院机械与运载工程学部、教育部科学技术委员会主办, 清华大学承办的高端成形制造技术及多尺度全流程建模与仿真工程前沿研讨会在清华紫光国际交流中心成功召开。参加此次会议的专家有来自我国重点科研院所和重点企业的知名学者及清华大学师生100多人。柳百成院士任大会主席。
柳百成院士作了《先进成形制造技术及全流程建模与仿真发展趋势》的主题报告。来自英国莱斯特大学的董洪标教授、美国通用汽车公司全球研究院罗爱华博士分别作了《燃气轮机部件熔模铸造:挑战与战略》、《汽车轻量化制造技术及集成计算材料工程》的特邀报告。林忠钦院士等多位专家分别做了专题报告。此次会议在时间上分为6节, 12位专家任分节会议主席, 共有29份报告。
会议一致认为:
(1) 我国已是制造大国, 但远不是制造强国。制造技术特别是成形制造技术已成为我国制造业发展的薄弱环节, 要十分重视发展先进 (高端) 成形制造技术。
(2) 发展先进成形制造技术, 一是高新技术与成形制造技术相互融合, 二是广泛采用信息化 (数字化) 技术。
(3) 先进成形制造技术的发展方向是大型化、轻量化、优质化、精密化、数字化、智能化、清洁化。
(4) 数字化成形制造技术的发展趋势是多尺度、全流程、高精度、高效率的建模和仿真。
(5) 要加大对先进成形制造技术等“共性技术”的研发投入, 要加强建设产、学、研、用“共性技术”协同创新联盟。
在会议闭幕式上, 柳百成院士总结了此次会议的特点:会议务实、国际接轨;报告精彩、气氛和谐;讨论热烈、形成共识;产学研用、协同创新。
18日下午, 部分参会人员参加了“先进成形制造多尺度全流程建模与仿真创新平台”的启动会。
欲望的尺度 篇9
因此，千百年来，凡有作为的统治者为了推动社会经济的发展和各项事业的进步，就必然鼓励社会成员不断构思出梦幻和欲望，并为之奋斗以至献身，中国的儒家思想就是这种欲望的鼓动者。自汉武帝废黜百家，独尊儒术以来，它以“将相本无种，男儿当自强。朝为田舍郎，暮登天子堂”来鼓励青少年“修身、齐家，治国，平天下”，为实现自身的社会价值而奋斗，即使死也要死得重于泰山，而不能轻于鸿毛。对于一个人来说，纵或有种种机遇比较多地实现了个人欲望，但由于人生在世，有做不完的玫瑰色的美梦，一欲终他欲又随之，如秦始皇实现了吞并六国的旧欲，又有了长生不死的新欲。当然，秦始皇的新欲望是超越现实的非份之想。同时，一个人在短暂的生命历程中实现的欲望，不但不会很多，而且还常常受制于偶然的机遇。如孙中山先生致力国民革命四十年，终因病而长叹“革命尚未成功，同志仍须努力”，依依不舍地撒手而去。君不见名震宇内，气吞六合的秦始皇和中国民主革命的先行者孙中山先生，尚且有诸多无法实现的欲求，不具备超群能力，且无天时、地利、人和等优势的普通黎民百姓，难以实现的欲望更是不可胜数，以至古代文士写了 首打油诗：“终日奔波只为饥，方才一饱便思衣。衣食两般皆俱足，又思娇容美貌妻。娶得美妻生下子，恨无田地少根基。买得田园多广阔，出入无船少马骑。槽头扣了骡和马，叹无官职被人欺。县丞主簿还嫌小，又要朝中挂紫衣。做了皇帝求仙术，更想登天跨鹤飞。若要世人心里足，除是南柯一梦西”。这首诗刻画了贪得无厌的人欲。
可以毫不夸张地说，一个人能实现的欲望有万分之一就很了不起了，实现不了自己梦寐以求的欲望，就会产生欲而不得的急躁，这种急躁不断积累便会产生痛苦。如著名国学大师、浙江海宁籍的王国维先生早在上世纪初欲留住前清的日文化而不得，内心痛苦不已，难以自拔，以至于纵身跳进昆明湖，了此残生，以一死求得痛苦的解脱，换来一顶文化遗民的“桂冠”。
由此可见，一个人的欲望不能太多，欲望超过可能的尺度，就会带来无谓的痛苦，如从政为宦者又想当大官，又想求大利，以至贪贿违法而身陷囹圄，被处极刑，即是太多的欲望带来痛苦的典型。仅就这一点来说，佛教教诫其信徒“欲望就是痛苦”乃一矢中的的真谛。既然一个人不能无欲，又不能欲望太多，这就带来了欲望的尺度问题，在尺度内的欲望是能够实现的欲望，在尺度以外的欲望则是无法实现的梦幻。
技术尺度 篇10
关键词：真理尺度,价值尺度,教学设计
实事求是地看, 大学阶段开设的“马克思主义基本原理概论课”很多教学内容, 尤其是其理论体系之重要组成部分的马克思主义哲学原理的教学内容在中学阶段就不同程度地学习过。如何提升教学要求, 着力培养学生思考与分析问题的综合能力, 是讲授这门课程的教师们需不断探索的重要课题。这方面, 笔者在这几年的教学活动中特别注重引导学生通过阅读经典著作去熟谙思想理论的原貌与运用基本原理去分析实际问题的再创造能力, 克服灌输式教学的弊病。这里试以“真理尺度与价值尺度的辩证关系”为例谈谈这种探索的教学设计与安排。
1 原著导读
在教学中, 引导学生阅读和理解原著不仅可以培养学生的学习兴趣和学习能力, 而且有助于展示思想理论的原汁原味, 增强理论的感染力与说服力。当然, 在教学中, 要择取那些切合学生知识贮备与学习能力的经典著作, 并做好必要的引导与诠释。结合“真理尺度与价值尺度的辩证关系”的教学内容, 笔者摘录了马克思在《1844年经济学哲学手稿》中这样一段经典的论述:
“动物只是按照它所属的那个种的尺度和需要来建造, 而人懂得按照任何一个种的尺度来进行生产, 并且懂得处处都把内在的尺度运用于对象;因此, 人也按照美的规律来构造。”
在课堂上, 笔者要求学生现场思考这段原著中如下一些关键词并作出解释:“尺度”、“任何一个种的尺度”、“内在的尺度”。对于它们的诠释, 笔者主要是引导学生像做有的英语完形填空题目那样, 在文中去寻找相近、相似的词语来替换。通过这样的引导, 学生很容易找出原著中与“尺度”相近的词——“规律”或“需要”。同时, 这两个相近的词也表明“尺度”存在着两个不同维度的衡量标准:或是对象的“规律”, 或是主体的“需要”。在明确了“尺度”的含义之后, 学生更能够对“任何一个种的尺度”、“内在的尺度”做出阐释:“任何一个种的尺度”——任何对象、客体自身的规定性和规律, “内在的尺度”——人、主体自身的需要与目的。在了解完这些核心词语后, 笔者让学生进一步对比思考动物的尺度与人的尺度, 并导出本次课的教学内容:动物只有一个尺度, 即它那个物种的本能和本性;人有两个尺度, 即对象自身规律与主体自身需要, 前者即是真理尺度, 后者即为价值的尺度。
2 原理分析
与讲授任何范畴之间的相互关系一样, 对于真理尺度与价值尺度的辩证关系, 在教学中我们分这样三个层次展开:第一个层面是它们相互区别、相互对立;第二个层面是它们相互联系、相互统一的;第三个层面它们辩证关系原理的方法论意义。
真理尺度与价值尺度是相互区别、相互对立的。真理尺度指的是人类必须按照世界的本来面目去认识世界和改造世界, 不断去追求真理;价值尺度是指人类必须按照主体自身的需要和目的去认识世界和改造世界, 不断创造价值。在教学中, 我们除了让学生掌握它们的含义之不同外, 还以比较的视野揭示实践活动中这两大尺度的不同的指向与侧重点:真理尺度是外在的尺度, 价值尺度是内在的尺度;真理尺度是客体的尺度, 价值尺度是主体的尺度;真理尺度侧重物的尺度, 价值尺度侧重人的尺度;真理尺度追求的是合规律性, 着重回答的客观世界“是什么”, 价值尺度追求的是合目的性, 着重思考的是主体“应如何”。
真理尺度与价值尺度是相互联系、相互统一的。首先, 真理尺度与价值尺度相互依存:价值的实现有赖于对相关真理的把握, 真理的发展水平制约着价值实现的程度;真理在实践中被验证的过程, 则有赖于价值在实践中被实现的状况。其次, 真理尺度与价值尺度相互渗透、相互引导:实现价值是人们追求真理的目的, 满足人们需要的价值追求引导着人们去探索相关真理;真理的不断发展也引导着人们进一步提出新的价值追求, 人们在哪个领域中获得的真理越多, 人们就会在哪个领域提出更多的价值目标。再次, 真理尺度与价值尺度相互促进、相互转化:真理的发展促进价值的实现, 真理的发展可以促使人们更深刻, 更全面地理解生活条件, 使人们的价值追求更加合理;价值的实现又推动真理的发展, 人们对价值的追求越自觉、越合理, 也就表明人们对真理的把握越全面、越深刻。
理解真理尺度与价值尺度的辩证关系原理, 要求我们在实践中反对两种错误倾向:一种错误倾向是否定两大尺度间的区别与差异, 企图用一方完全消解与替代另一方。比如, 主观实用主义把真理归结为价值, 用人的内在尺度去消解和替代物的尺度, 主张“有用即真理”。另一种错误倾向是走向另一个极端, 片面夸大两大尺度的差别和对立, 否认两者的统一性。如现代西方哲学的科学主义和人文主义两大思潮实质上就是这种二元对立思维的外在表现:科学主义狂热地推崇科学和理性, 无视人的情感、意志、欲望、动机等非理性因素的作用和意义, 人本主义则反对科学和理性, 片面宣扬非理性主义。
3 理论应用
恩格斯曾深刻地指出:“马克思的整个世界观不是教义, 而是方法。它提供的不是现成的教条, 而是进一步研究的出发点和供这种研究使用的方法。”在“马克思主义基本原理概论课”的教学中, 笔者极其注重理论联系, 让学生学会运用马克思主义基本原理既分析中国特色社会主义现代化建设中重大的理论问题与现实问题, 也分析与自身紧密相关的在日常学习与生活中遇到的难题与困惑。限于篇幅, 这里拟每个方面都举一例证来介绍我们的教学思路。
当前, 贯彻与落实科学发展观, 构建社会主义和谐社会是我国最为紧迫的理论问题与现实问题。高校思想政治理论课作为意识形态教育的主阵地、主渠道, 应全力让科学发展观进学校、进书本、进课堂, 用科学发展观武装大学生头脑。具体到这部分的原理, 我们应让学生深刻把握科学发展观蕴含的真理与价值的辩证统一。科学发展观克服了传统发展观的偏狭, 其最为本质的特征就是其科学性。科学发展观是以对自然与社会的发展规律的正确认识和把握为前提, 立足于我国基本国情与具体发展实践, 充分借鉴与总结国外发展的经验教训, 深入回答了“什么是科学的发展”和“如何实现科学发展”的问题, 着力强调在新的历史阶段要创新发展理念、转变发展方式、提高发展质量, 要坚持“五个统筹”, 积极推进经济、政治、文化、社会、生态建设全面、协调、可持续发展。同时, 科学发展观的核心是以人为本, 体现了价值尺度, 克服了以往发展理念中见物不见人、片面追求GDP的局限。科学发展观把依靠人作为发展的根本途径, 把尊重人作为发展的根本准则, 把为了人作为发展的根本目的, 做到发展为人民, 发展依靠人民, 发展成果由人民共享。
坚持真理尺度与价值尺度的辩证统一, 还要求大学生在日常的学习与生活中坚持和弘扬科学精神与人文精神。科学精神要求以科学的实事求是的精神去认识世界和改造世界, 把追求真实、反对虚假看作是进行科学认识和实践活动的基本品格。人文精神是一种普遍的人类自我关怀, 表现为对人的尊严、价值、命运的维护、追求和关切, 对人类遗留下来的各种精神文化现象的高度珍视, 对一种全面发展的理想人格的肯定和塑造。因而, 在教学中, 一方面要努力培养学生求真务实、理性思维、开拓创新等科学精神;另一方面, 要充分发挥高校人文学科的功能与作用, 全面提高学生的人文素养。
参考文献
[1]马克思恩格斯全集[M].北京:人民出版社, 2002, (3) :274.
[2]顾海良, 张雷声主编.“马克思主义基本原理概论”课疑难问题解析[M].北京:高等教育出版社, 2008:126.