主动机制

主动机制（精选十篇）

主动机制 篇1

随着社会的发展速度越来越快, 人们对于网络的依赖程度也日益强烈, 希望通过网络获得所需要的各种信息, 然而现有的网络中的网络节点只能够实现有限的功能。例如对报文头的处理和产生信号以及对数据包的转发和储存等少数的功能, 并不可以实现对数据的理解以及分析, 网络系统对数据包中的数据不作任何分析和理解, 兼容性较差、标准化周期较长, 严重阻碍了新服务以及新协议在短时间内的迅速发展。现有的网络结构是静态的、被动的, 很难对相关的服务进行更改和定制, 因此, 在1994-1995的“网络系统未来发展方向”会议上, 由美国国防部高级研究计划署DARPA率先提出了主动网络这一概念。主动网络具有可编程性、灵活性、开放性以及允许用户修改和动态配置网络行为的功能, 可利用网络基础设施以及移动代码来迅速的引入新的服务。这种新型的主动网络结构能够实现将更多的计算处理任务放在网络节点上面, 使性能更加优越, 推动了新协议和新技术的应用以及开发, 因而具有很广阔的应用前景。

1 主动网络体系结构分析

本文主要讨论的是主动网络的节点体系构造, 是由节点操作系统 (Node OS) 、执行环境 (EE) 和主动应用 (AA) 三部分组成的。

节点操作系统 (Node OS) 可视作该体系的内核, 通过固定的接口来为系统的正常运行提供相应的服务。节点操作系统接口包括的基本术语有:内存池 (Mem—ory pools) 、线程池 (Thread pools) 、通道 (Channels) 、域 (Domains) 和文件 (Files) 。同时它为系统所提供的相应服务有:存储器管理、文件管理以及CPU管理等的资源管理的功能。

执行环境 (EE) 在网络中各主动节点以及用户的终端节点上都有运作, 指的是一个和平台不相关的透明的可编程的空间, 每个主动节点相应的包含一个管理的执行环境, 多个执行环境就可为上层的应用供给不同的网络应用接口。具有如下的功能:安装新的执行环境、维护网络节点安全库以及配置更新已存的执行环境等。

主动应用 (AA) 指的是一系列由用户定义的程序, 可由执行环境提供的网络应用接口 (Network API) 来获得程序运行所需要的相关的资源, 进而可以实现特定的作用, 完成用户定做的可执行的代码, 实现用户的定制服务。

2 主动节点的安全分析及应用

主动节点要做到保证其所提供的服务是真实有效的, 保护自身的资源不被未经授权的主动代码所使用。主动信包会感受到来自执行环境的威胁, 而主动节点所受到的威胁则来自于主动信包或是主动代码。当主动信包或是主动代码在节点的执行环境中执行时, 主动代码会消耗主动节点的资源, 了解了主动节点的敏感参数和状态后, 会对节点环境进行恶意的重新配置, 因此可看出主动节点管理好自身资源的重要性。主动节点必须做到可以识别出和它相邻的网络节点, 并要保证只能使经过授权的主动代码正常使用, 进而很好的阻止主动节点环境受到恶意代码的袭击。除此之外, 注定节点应该和周边的相邻节点建立相互信任的连接, 保证主动包很好地输送到与其相邻的主动节点之上。用于保护主动节点的安全策略技术主要包括以下几个方面。

2.1 限制技术

限制技术的作用包括, 限制节点的资源量以及主动信包能够使用的节点数量, 来防止主动信包占据节点资源的现象, 以防主动节点由于资源殆尽导致瘫痪现象。限制技术主要分为:时间限制, 可限制主动代码在节点中执行的时间;拷贝限制, 可限制主动信包的拷贝次数;范围限制, 限制主动信包所经过的节点的数量。

2.2 认证技术

认证技术是主动网络结构中保障系统安全性的基本方式, 指的是检查主动包的身份来确保可对主动节点进行安全访问的过程, 可以用以区别合法主动包以及非合法主动包的访问行为。为了保证主动包里所含数据的完整性、机密性、发送双方的真实性以及签名信息的确定性, 在主动网络中采用的主要是IKE (Internet Key Ex-change) 的协议实现用户的身份认证, 采用了数字证书的认证方式。其中, 数字证书必须通过权威的第三方即CA中心来签发, 对主动网络中所传递的主动信包进行加密解密以及数字签名和签名的认证, 进而可以保障主动网络节点的安全性。当主动包进入到主动节点时, 要先进行安全性的认证, 即身份认证和完整性认证, 若没有通过即看作非法的主动包, 要予以舍弃;若通过之后, 还要有一系列的内部的考核, 来进行确认和保护。

2.3 主动权能

主动权能AC (Active Capability) 指的是一段由Java编写的代码, 可对访问的控制权限和过程中的其他限制进行编码。此方法能够动态实现策略的集合拓展, 但是会导致主动框架过于庞大, 所以可以考虑采用主框架辅以附框架的结构形式。主动权能采用数字签名的形式来确保它的可靠性, 可保留在主动信包区被主动信包代码访问。

2.4 基于角色与基于规则相结合的访问控制

目前, 已有模式可实现用户以及访问权限的分离, 但不能对上下级的用户关系的操作进行全局的描写。而基于角色与基于规则相结合的访问控制模型 (RRBAC) 可由用户组织结构来定义角色属性和继承关系, 实现了分级的管理体系。

3 安全模型分析

通过对主动节点和执行环境的特点进行分析, 本文对主动节点可能受到的安全威胁进行了概括, 并设计了一个适用的安全模型。

3.1 信任证书库

可用于安全认证的过程中进行查证, 保存了用户的公钥证书和信任证书。

3.2 主动权能库

主动权能库包含的主动权能指的是一段由Java编的代码, 可应用户要求进行修改, 能够体现动态的安全策略结构。一个主动权能可为全部策略信息的整合, 但更好的方式是把某一个基本策略的框架作为开始, 框架中含有最基本的协议、数据、用户认证以及访问控制。运行时, 若发现没有所需的策略结构, 可动态的下载所需的代码融入到策略框架之中。为了避免主动框架生成很庞大的结构, 可采取分层的结构形式, 不但可以保留动态扩展的特征, 还能够体现出策略框架的观点。

3.3 安全策略库

安全策略库用于存放各种安全策略, 可将安全属性以及相应的访问权限进行连接, 即当某一主体具有安全属性时, 就相应的具有了访问权限, 安全属性由授权机构批准, 用信任状来表示。因为主动网络中所传输的数据包可能为传统数据包或是主动包, 所以要先进行相关的认证, 若为传统数据包要加密后传送到下一节点;若为主动包, 则要对数字签名进行认证, 如果不能保证完整性和安全性, 就表明代码被恶意更改了, 需丢弃。

4 结语

相比于传统网络, 主动网络所具有的灵活性和开放性的特点, 却增加了其受到安全威胁的可能性。其安全问题包括主动信包的安全问题以及主动节点的安全问题, 文章对这一现象进行了深刻的分析, 结合相关的网络安全方面的知识, 设计额了一种比较适用的用于网络节点的安全体系的模型, 以期对网络的安全性起到必要的保护作用, 防止主动节点资源受到恶意的进攻, 进一步完善主动网络的应用。

摘要：相比于传统的网络而言, 主动网络的特点具有很大的开放性以及灵活性, 并且用户可以利用其中间节点来编程, 是一种新型的网络体系结构。但是, 同时也使主动网络所面临的安全问题更加严重。本论文就此问题进行了简要的概括和分析, 结合主动节点的安全性进行分析, 提出了一种适用的主动节点的安全模型。这种模型采用的是认证、授权、访问控制以及主动权能的动态加载决策进行了安全措施的保证, 来避免主动节点的安全数据受到恶意代码的攻击。

关键词：主动网络,网络安全,认证,主动权能,入侵防护系统

参考文献

[1]唐寅.基于授权的主动网络安全防护技术研究[D].电子科技大学, 2003.

[2]夏正友.主动网络安全结构模型及其相关技术研究[D].复旦大学, 2004.

主动机制 篇2

一、自愿报告制度依据保密性、自愿性和非处罚性为处理原则，鼓励从业人员主动报告。

二、报告者可以报告自己发生的问题，也可以报告所见他人发生的问题。如原报告系统采取了匿名的形式，对报告人应严格保密。

三、自愿报告者应遵循真实、本人亲身经历的原则陈述事件，不得故意编造虚假情况，不得诽谤他人，否则将根据其造成的后果和影响，承担相关的行政和法律责任。

四、报告中违反相关规定和制度的行为，属于非主观故意，未造成后果的免于处罚。

五、自愿报告人员为消除医疗安全隐患提出合理化建议的,对保障医疗安全有贡献的，经医院办公会讨论决定将给予适当奖励。

六、如不按规定报告、有意隐瞒、事后经领导或他人发现者须按情节轻重给予处分。

七、发生严重的不良事件的各种有关记录、检验报告及造成事故的药具器具均要妥善保管，医患双方封存签字保存。不得擅自涂改、销毁、藏匿、转移、转换等方式来改变其原貌。有意违反规定则要追究行政责任。

八、各科室建立医疗安全不良事件登记本，发生不良事件的科室及时组织分析讨论会，各科室对当月发生的医疗安全不良事件进行统计，组织全科护理人员讨论、分析、制定整改措施。

九、医务部、护理部和相关职能部门对全院医疗安全不良事件进行鉴定，并每季度组织分析讨论，提出防范措施。

十、医务人员可以通过口头、电话、书面报告、邮件等形式报告不良事件。

以学生发展为本构建主动发展机制 篇3

什么是有效的学习方法呢?最轻松的方法就是最好的方法,而且达到轻松的最佳因素就是兴趣。只有在快乐的心情中方可达到最有效的学习效果。

连动物都知道在游戏中锻炼自己、训练技能,我们人类为何却不明白这个道理,非要孩子在枯燥无味的状态下学习呢?学习的意义在于使自己成为快乐的人。如果孩子为了学习而失去了生活的乐趣,那么活着还有什么意义。光讲道理没什么用,实际体验才是最有效的学习方式。

让学生学好,就必须真正树立我们的教育是促进学生的生命成长的意识。以前人们之所以不能以学生发展为本,是因为他们盯住的是短期目标。事实上,最终的指标不是短期指标累记的结果,指标与指标之间,每个课堂的绩效之间,并不具备可比性。每个课堂的指标是高效的,并不意味着到了终端也是高效的。一个学习机制受到压抑和损害的人,不可能高效。问题是人们只满足于短期的可记录和可表达的有效,很难从生命发展的角度去考察教育现象。

改变我们的一切,包括我们的教育理念、教学思想、课程、教材和教学方法,来让学生得到最好的可持续的发展,或者简单地说,达到“快乐”、“素质”、“成绩”。

1. 铸就孩子最好的学习动力。几乎所有的伟人和那些取得辉煌成就的人们都在童年时期就懂得了什么是成就感,什么是自豪感。一个孩子之所以能够坚持不懈地做一件事,之所以能够在蒙昧之中渐渐走向成熟,完全都是成就感给他的力量。不难想象,假如一个小孩子拼命地用功读书都丝毫没有感到自己的进步,也没有感到这种进步带给他的荣誉和自豪,那么他根本就没有坚持下去的勇气,也没有下决心完成一件事的动力。正是这些成就感,正是这些或许成人毫不在意的成就感,使他们为自己找到了继续努力下去的信心,使他们有勇气去面对将来可能出现的一切困难,也使他们最终成为了令世界震惊的伟人。在世界上的确有许多曾经勇敢迈出第一步的人,但许多人都被他人的漠视所扼杀掉了。这种漠视足以使任何一个本来有才华的人丧失前进的勇气。

有人会说,太多的表扬会让孩子产生骄傲自满的不良心态,会使孩子走上狂妄自大的道路,其实,这种说法毫无根据,恰恰相反,表扬不但不会让孩子变得骄傲,反而会使他们更谦虚。因为表扬意味着孩子是有进步的。这种肯定只会使孩子更加谨慎的保持这种进步。

就目前存在的问题,批评用得太多了。批评只会使人增加一层防御,而且竭力替自己辩护。批评也是危险的,它会伤害一个人的自尊和自重的感觉,并激起他的反抗。

2. 给孩子正确合理的帮助。这种帮助是什么呢?从来不帮孩子做力所能及的事。这种帮助就是在孩子遇到困难、感到失意的时侯给予孩子鼓励和支持。我想,当一个人陷于逆境之时,给予他物质上的帮助远远不如给予他精神上的安慰。物质的帮助是有限而短暂的,帮助一个人恢复信心却是长远而更有意义的事。对孩子来说,鼓励不仅能让他恢复信心,找回勇气,更能使他形成一种健康的人生观。在他长大成人之后,这种健康的人生观,一种坚信自己的能够独立战胜困难的信念,将会为他的人生建立起通向成功的桥梁。

3. 把孩子从失败推向成功。即使是非常出色的孩子,他们的前进也是波浪式的,要允许孩子失败。重要的是在孩子失败的时候,能否给他们战胜失败的自信。

4. 孩子只有在主动、积极、愉悦的心境下才能产生最佳的学习效果。如果不从心里敬畏生命,不打算依靠生命,那么任何活动与讨论,任何高科技手段,都只能成为花样和摆设,任何教育教学改革,都不可能彻底。

以学生发展为本的基石,就是对“人的价值”的重新认识。在这里,学生不再被看作是一个需要管教、需要告诉的被教育者,而是有着强烈学习本能的生命,他们是学习的真正主人。与此相对应的,做教师的基本准则就是要相信学生,赞美学生,全面依靠学生,甚至是“有困难找学生。”

电子护照主动认证机制安全研究 篇4

国际民用航空组织 (ICAO) 在2003年5月通过了一项将生物特征信息集成到护照和其他机读旅行证件中的全球统一计划。近年来, 在ICAO和美国的主导下, 各国政府纷纷弃用电子护照加强出入境管理工作。截至目前, 包括美国、德国、英国、马来西亚、新加坡中国香港等地在内的70多个国家和地区已经发放符合ICAO规范的电子护照。中国政府各部门也正在积极推进电子护照项目, 北京等全国首批启用电子护照的12个省市也将在今年内推出公民电子护照。

电子护照是在传统本式护照封面中嵌入电子芯片, 并将持照人的姓名、性别、出生日期、护照号码、证件照片图像、指纹信息等个人信息储存在芯片内。使用电子护照后, 出入境管理部门将改用射频识别设备对出入境人员护照进行检查, 提高检查的准确度和效率, 有效打击偷渡、潜逃等非法出入境活动。

迄今为止, 电子护照的计划虽然取得了一些进展, 但是并没有像美国和ICAO当初设想的那样进展顺利。国际民航组织ICAO为保障电子护照的安全而设计了4种机制:基本访问控制、被动认证、主动认证以及扩展访问控制, 其中主动认证是通过在验证终端和电子护照芯片之间实施挑战-应答协议 (challenge-response protocol) 来实现对芯片真伪性的验证的。但是这些安全机制并不能全面满足电子护照的安全需求, 其对应的技术方案还存在着诸多不足。

1 电子护照主动认证机制

主动认证 (Active Authentication, AA) 的目的是验证芯片本身的真实性或者说是防止芯片被替换情况的发生, 它是通过验证终端和电子护照芯片之间实施挑战-应答协议来实现这一目的的, 它需要芯片具有数据处理能力。ICAO规范中将主动认证作为非强制的安全机制。

芯片中存储了只有发证机关才知道的主动认证私钥KprAA, 而主动认证公钥KpuAA作为LDS中DG15存于芯片中, 且EF—SOD中存有DG15 (即主动认证公钥) 的Hash值。验证终端通过验证芯片是否拥有认证私钥KprAA来判断该证件是否是由合法发证机关发放的。

实施主动认证时, 验证终端自生成一个随机数, 并向护照芯片发送INTERNAL AUTHENTICATE命令, 芯片收到该命令后使用主动认证私钥KprAA对该随机数进行加密运算, 生成验证数据返回给验证终端。终端使用主动认证公钥解密验证数据, 将解密结果与先前发送的随机数比对。如果芯片通过终端的验证则说明芯片拥有正确的主动认证私钥, 也就说明该芯片是由合法的发证机关发放的, 由此完成主动认证。

主动认证机制的实施过程如下:

1) 首先完成被动认证。在此期间终端读取LDS中的COM, SOD和所有DG数据组内容;

2) 终端读取可机读区MRZ的内容并判断MRZ中的数据是否和DG1中的对应内容一致;

3) INTERNAL AUTHENTICATE。终端生成一个随机数并向芯片发出INTERNAL AUTHENTICATE命令, 芯片使用主动认证私钥KprAA对随机数进行加密生成验证数据并发送给终端;终端使用主动认证公钥KpuAA (LDS中的DG15) 对验证数据解密来验证。

2 主动认证过程中存在的潜在威胁

现行的主动认证机制容易受到两种潜在威胁和攻击[2]。一种是“Challenge Semantics”威胁, 即验证终端将含有实际语义的信息包含在随机数中发送给芯片, 而芯片对该随机数的签名就造成了隐私泄露。另一种是“Chess Grandmaster”攻击:攻击者所持的证件中装备有一块特殊的芯片, 该芯片通过中间代理能和附近的合法芯片实现通信, 这样, 在实施主动认证时, 终端实际上是对攻击者所持的证件进行了认证, 而验证终端对这一潜在攻击是无法发现的。

在ICAO 9303文件中提出了主动认证机制中一个值得关注的问题 (见ICAO 9303 Part 1 volume 2, , A7.3.3) —数据追踪 (Data traces) 。文件中提到, 在主动认证中实施挑战—应答协议过程中, 芯片需要对验证终端随机生成的一个位串做签名。如果该字符串是由验证端利用包含当前的时间、地点信息的数据生成的, 那么第三方可以根据芯片对该字符串的签名信息推断出该芯片在某时某地出现过。

欧盟也对同一问题作了如下描述[3]:

分析证件芯片 (PICC) 和验证系统 (PCD) 之间基于挑战—应答协议的签名过程。在这个过程中, 证件芯片在签名过程中向验证终端证明它拥有合法私钥SKPICC:

1) 验证终端选择一个随机数c, 并作为挑战信息发送给芯片;

2) 芯片对该随机数进行签名s=Sign (KprAA;c) , 再将s作为应答信息返回给验证终端。

芯片在签名过程中并不知道随机数c的语义信息。由于签名s隐含了只有发证机关唯一知道的信息, 且具有可传递性, 任何第三方都可以根据签名s来确定芯片确实对挑战信息签名了。挑战信息c应该是随机选取的位串, 但是验证系统也可以将某种语义信息以一种不可预见但可被验证的方式包含在挑战请求中。假设验证终端的私钥是SKPCD, 它可以利用时间、地点等信息生成如下随机数c:

终端以签名方式生成挑战信息c。根据终端签名的可传递性, 任何信任该终端并拥有相应公钥PKPCD的第三方都可以验证该签名来确认挑战信息的正确性。终端将挑战信息c发送给芯片, 芯片作如下签名:

同样, 芯片对挑战信息c的签名也具有可传递性, 第三方可以作出这样的论断:芯片在某时某刻出现在某地。

ICAO文件中提到的数据追踪和欧盟文件提出的挑战语义实质上是对主动认证机制中同一问题的描述:当验证终端发出的挑战信息包含了某种语义时, 芯片对该信息的签名就会暴露芯片在该语义环境下的信息。本文遵从欧盟文件的描述, 称这一问题为挑战语义问题。

政府部门为了国家安全, 可以根据这一点来追踪到某些犯罪分子的行踪, 或者可以确定某人是否曾经出入境;而让人担心的是一些不法分子则会利用这一点进行非法跟踪。

另外, 签名的可传递性也使系统容易受到Mafia欺诈攻击 (也称为中继攻击) 。验证终端接收到来自芯片的签名之后, 如果怀有恶意的企图, 它就可能将签名转发给第三方——Mafia, 泄露了它和芯片之间的秘密。此时验证终端充当了芯片和Mafia之间的中转。

3 已有的解决思路

1) 欧盟提出“芯片认证 (Chip Authentication, CA) ”

欧盟在文件[3]中提出用芯片认证来代替原来的主动认证方案。芯片认证是使用存储在芯片中的静态密钥对来完成的DiffieHellman协议, 对于芯片认证的详细过程请读者参考文献[3]。文献指出, 芯片认证在验证芯片真实性的同时, 可以提供强的会话密钥, 并且由于该过程中芯片的签名具有非传递性, 所以可以避免挑战语义问题。然而, 欧盟提出的芯片认证机制仍然是基于证书密码体制的, 不可避免的存在证书管理复杂、资源消耗巨大等方面的问题, 而且证书撤销机制也存在安全漏洞。

2) Girault等人基于GQ协议的签名认证方案

Jean Monnerat[4]等人提出一种利用GQ协议构造的签名认证方案, 该方案中先由验证终端发送一个由随机数经过哈希运算后得到的commitment值给护照芯片, 在随后的验证过程中, 验证方会把最初的随机数也发送给证明方, 这样, 证明方就可以验证随机数与commitment值是否匹配以及随机数是否带有某种语义。而且, 证明方向验证方证明其拥有正确签名信息x的过程不需要向验证方提供关于x本身的任何信息。图2描述了该方案具体认证步骤。

电子护照芯片拥有与公共信息摘要X对应的私有签名信息x, 满足xe mod N=X。通过GQ零知识证明协议, 芯片可以在不泄露x的前提下向终端证明它拥有正确的x值。该协议是一个关于私有签名信息x的零知识证明方案——认证完成后, 验证方未得到任何关于x的信息。

4 结论

电子护照作为国家边境通关证件和公民拥有出入境权利的证明, 为了保障发证国和验证国的安全, 避免非法入境事件, 电子护照必须具备真实性、信息完整性;另外, 电子护照中存储了包括敏感的生物特征信息在内的个人身份信息, 由此也产生了必须保障个人隐私信息不被泄露的安全需求。但就目前主动认证机制的执行过程来看, 信息保密和证件放伪造的安全目的并没有达到:Challenge Semantics问题将对合法持证人的隐私构成威胁;而Chess Grandmaster攻击会导致伪造证件容易通过认证, 给边境安全带来隐患。另一方面, 现有的解决方案不能很好的解决上述问题, 而且存在证书管理复杂和认证效率不高等多方面的不足。

摘要：电子护照的安全性能一直是电子护照实际应用过程中最受人关注的问题。主动认证机制 (Active Authentication, AA) 是国际民航组织 (ICAO) 非强制实施的安全机制, 本文主要探讨了现行的主动认证实施过程中存在的挑战语义问题 (Challenge Semantics) 等潜在威胁和安全隐患, 并分析了目前已有的解决思路及其不足之处, 为提高电子护照的应用安全能力给出了进一步研究方向。

关键词：电子护照,主动认证,国际民航组织,挑战语义

参考文献

[1]朱建新, 李成华, 吴俊军, 张新访.电子护照安全研究.小型微型计算机系统.

[2]ICAO.Machine Readable Travel Documents.Doc 9303 Part 1 Volume2, 6th, ICAO, 2006.

[3]Advanced Security Mechanisms for Machine Readable Travel Documents-Extended Access Control (EAC) , Version2.0-PublicBeta3, P87.

主动机制 篇5

[关键词] 糖尿病；游离脂肪酸；内皮细胞；bcl-2；BAX；PI3K/AKT

[中图分类号] R34[文献标识码] A[文章编号] 1673-9701（2012）10-0004-04

Influence and mechanism of free fatty acid and glucose on endothelial cell of rat aorta

GUO Hailian1 LIU Xiaoling2 LI Pengcui3 HAN Le2 WANG Dongqing1

1.Graduate School of Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, China; 2.Department of Endocrinology, the Second Affiliated Hospital of Shanxi Medical University, Taiyuan 030001，China； 3.Department of Orthopaedic Laboratory, the Second Affiliated Hospital of Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, China

[Abstract] Objective To explore the influence and mechanism of free fatty acid（FFAs） and glucose on endothelial cell proliferation and apoptosis. Methods Rat aorta endothelial cell （RAEC）were cultured in vitro, glucose(5.5 mmol/L, 30 mmol/L) and palmitic acid (200 μmol/L、400 μmol/L、600 μmol/L) in different concentration were applied，alone and together, to RAEC for 24 h， 48 h， 72 h. Immunohistochemistry were used to determine CD31-related antigen and detectedIL-8, Bcl-2, BAX protein expression changes; Applied four methyl azo thiazole blue (determined by MTT) colorimetric detection different environment RAEC proliferation capacity. Results Glucose and FFAs, alone and together, can lead to apoptotic morphological changes in RAEC； FFAs and glucose display strong growth inhibitory effect in a-time and does-development manner against RAEC (P < 0.05), and the combination group was significantly lower than the proliferation of cultured alone group (P < 0.01). After intervention, IL-8, BAX expression were increased, Bcl-2 protein expression were gradually decreased, Bcl-2/BAX ratio wrere decreased, and more obvirous expression of the combination group. Conclusion High FFAs and high glucose can inhibit the growth of RAEC and promote their apoptosis, its mechanism may be involved by glucose and palmitate PI3K/AKT pathway activation oxidative stress-induced apoptosis.

[Key words] Diabetes mellit; Free fatty acid; Endothelial cell; bcl-2; BAX; PI3K/AKT

糖尿病血管病变是糖尿病的主要并发症之一，也是糖尿病患者致残和致死的主要并发症，其中血管内皮细胞的损伤在血管并发症中起着关键作用[1]。2001年美国糖尿病学会年会上，BANTING科学奖得主McGarry JD 教授提出，脂代谢障碍是2型糖尿病及其并发症的基本病理生理改变[2]。伴随着葡萄糖利用和代谢障碍，脂肪的合成代谢障碍而分解代谢异常增高，血液中FFAs含量增多，而FFAs在一定程度上可反映2型糖尿病患者体内脂代谢异常状况。FFAs尤其是棕榈酸（palmitic acid，PA）可导致内皮细胞功能障碍,是糖尿病血管病变的关键因素。因此，探讨脂毒性对糖尿病血管病变的影响及可能的机制对临床具有一定的指导意义。本实验观察高糖状态下不同浓度的棕榈酸对大鼠主动脉内皮细胞的影响，并探讨其可能的作用机制，为糖尿病血管病变的防治提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 主要材料和试剂

SD大鼠（山西医科大学实验动物中心），软脂酸（Gibco，USA），RPMI 1640（武汉博士德），胎牛血清（Cyagen Biosciences，USA），大鼠内皮细胞生长因子（VEGF）（Prospec，USA），胰蛋白酶（TRYPSIN 1：250）（Solarbio），去脂牛血清白蛋白（d-BSA）、四甲基偶氮唑蓝（MTT）（sigma，USA），即用型兔抗大鼠CD31单克隆一抗试剂盒（武汉博士德）、即用型兔抗大鼠bcl-2单克隆一抗试剂盒（武汉博士德）、即用型兔抗大鼠BAX单克隆一抗试剂盒（武汉博士德）、即用型SABC免疫组织化学染色试剂盒（武汉博士德），DAB显色液（武汉博士德）。

1.2 主动脉内皮细胞的培养与鉴定

颈椎脱臼处死SD雌性大鼠，碘伏酒精消毒后，逐层剖开胸腹腔，于脊柱旁暴露主动脉，游离主动脉周围筋膜及结缔组织，分离后取主动脉弓至髂总动脉段，剪下放入无菌PBS液中漂洗去除附壁血细胞后，放入1640培养液中，使用眼科镊将主动脉内膜翻转朝外，并剪成1～2 mm宽动脉环，平均摆放入25 cm2培养瓶中，37 ℃、5%CO2培养箱中静置1 h后，加入配制好的大鼠专用内皮细胞培养液（RPMI1640、20%胎牛血清、大鼠内皮生长因子、肝素、青链霉素），静置68 h以上。每3天更换培养液一次，待细胞生长单层融合后，0.25%胰酶消化传代，实验使用3～5代细胞。采用形态学、倒置显微镜及抗CD31抗体免疫组化染色法行内皮细胞鉴定。

1.3 实验分组

试验共设置7组：（1）游离脂肪酸干预组设3组：以去脂牛血清白蛋白（d-BSA）为溶解软脂酸的载体，以加入培养液中软脂酸浓度的不同分为200 μmol/L、400 μmol/L、600 μmol/L（各组载体d-BSA含量为0.2%、0.4%、0.6%）；（2）葡萄糖干预组，30 mmol/L GLU；（3）联合培养组：30 mmol/L GLU + 400 μmol/L PA；（4）对照组：①正常培养液组（含5.5mmol/L GLU），②0.5% d-BSA+正常培养液组。

1.4 形态学观察

以每孔1×104个细胞接种于6孔板中，细胞贴壁后加入PA及葡萄糖。设正常培养液组和0.5%d-BSA+正常培养液组为对照，于5%CO2、37℃温箱中孵育48 h，在倒置显微镜下观察并照相。

1.5 生长曲线的测定

取90%单层融合的鼠主动脉内皮细胞P3代细胞消化成单细胞悬液，调整细胞浓度为3×104/mL，接种至24孔培养板中，每孔1 mL，每三孔为1组，共8组。每隔24 h抽查一组，用血球计数板数细胞数目，以时间为横坐标，培养细胞数对数为纵坐标绘制生长曲线。细胞倍增时间以以下公式计算：TD =T×log2/（log Nt-log No），T为培养时间，Nt和No分别代表接种后及培养T小时后的细胞数。

1.6 主动脉内皮细胞生存率的检测（MTT比色法）

将细胞培养至单层融合时，换无血清RPMI1640培养液同步化细胞24 h，分别给于不同浓度的干预液，共同孵育24 h、48 h、72 h终点时，每孔依次加入MTT溶液20 μL（5 mg/mL），避光继续培养4 h，弃培养上清液；每孔加入DMSO 150 μL，置37℃水浴摇床均匀震荡10 min，室温放置10 min，使结晶物充分溶解；用酶标仪在492 nm波长处测定其吸光度（A）值。

1.7 免疫化学染色法测定IL-8、Bcl-2/BAX表达水平

常规消化，收集主动脉内皮细胞，按照每孔1×105接种于放有盖玻片的6孔板内，每孔加入2 mL 1640内皮细胞培养液，置于37℃、5%CO2孵育箱细胞爬片24 h，换无血清培养液培养24 h同步化细胞后加入不同浓度的棕榈酸及葡萄糖继续培养48 h，在48 h终点进行试验：先用PBS洗两次，加入4%多聚甲醛室温固定30 min，PBS洗两次，灭活酶室温30 min，蒸馏水洗2次，胰酶37℃修复10 min，PBS洗2次，山羊血清37℃封闭30 min，按操作说明滴加抗体，苏木素复染，脱水透明风干后封片，每次试验均以PBS代替一抗作为阴性对照组，以胞质出现棕黄色颗粒为阳性。采用Image-Pro Plus（IPP）分析免疫组化图片。

1.8 统计学方法

采用SPSS17.0统计软件，实验数据以均数±标准差（x±s）表示，多组间比较显著性检验采用方差分析（ANOVA），两两比较用q检验，P ＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 主动脉内皮细胞形态

原代细胞在培养5～7 d后，在主动脉贴壁附近可见少量游出的内皮细胞，呈多角形或短梭形；培养到12～13 d，可见迁移出的细胞呈片生长，70%～80%单层融合，分布密度不均。见图1。大鼠主动脉内皮细胞在传代接种2 h后开始贴壁，24 h后90%细胞贴壁生长，24～48 h间细胞量有所减少，48 h后可见新长出的细胞为单层、互不重叠，呈梭形或鹅卵石状，边界清晰，胞浆丰富，核清晰，呈多角形。第3～5天，可见细胞呈小片状集落生长，细胞涨势增快，第5～7天细胞生长融合成片，中间排列紧密，部分可见典型的“铺路石”状排列的单层细胞。培养至7～8代后，细胞变瘦小，分泌物增多，可见细胞分化，成老化状态。

图1 原代大鼠主动脉内皮细胞100×

2.2 CD31相关抗原免疫组化鉴定结果

可见细胞呈圆形、梭形或多边形，细胞胞浆内可见棕黄色颗粒（图2a）,而对照组内未见着色（图2b）。证实培养的细胞为大鼠主动脉内皮细胞。

2.3 各组细胞（MTT）增殖状况

不同剂量的棕榈酸、葡萄糖及联合培养组处理内皮细胞24 h、48 h、72 h后，与正常培养液组及d-BSA对照组相比差异有统计学意义（P ＜ 0.05），其中24 h低剂量PA组与对照组相比，差异无统计学意义（P ＞ 0.05），说明短时间低浓度的棕榈酸酯对内皮细胞的损害较小；相同浓度时，24 h与72 h组内比较，高糖组、高、中、低剂量棕榈酸组差异有高度统计学意义（P ＜ 0.01），联合培养组不同时间段差异均有高度统计学意义（P ＜ 0.01）；高糖组、中、高剂量棕榈酸组48 h与72 h组内比较，24 h与48 h组内比较差异有统计学意义（P ＜ 0.05），低剂量组24 h与48 h，48 h与72 h组内比较差异无统计学意义（P ＞ 0.05）。正常培养液组与d-BSA组相比无统计学意义（P ＞ 0.05），见表1。说明棕榈酸及高糖抑制大鼠主动脉内皮细胞增殖，并具有时间-剂量依赖趋势；高糖及高脂联合培养组具有协同抑制作用，且具有时间依赖趋势。见图3。

注：横坐标（X轴）代表分组：①1640组为正常对照组（含GLU5.5 mmol/L）；②d-BSA组为0.5%d-BSA+1640对照组（含GLU5.5 mmol/L）；③高糖组为30 mmol/L GLU组；④联合组为30 mmol/L GLU+400 μmol/L PA；⑤低浓度PA为200 μmol/LPA组；⑥中浓度PA为400 μmol/L PA组；⑦高浓度PA为600 μmol/L PA组；纵坐标（Y轴）代表增殖率

图3 FFAs及葡萄糖对RAEC增殖的影响

2.4 细胞生长曲线

大鼠主动脉内皮细胞在传代接种2 h后开始贴壁，24 h后90%细胞贴壁生长，24～48 h间细胞量有所减少，48 h后可见新长出的细胞为单层、互不重叠，传代细胞增殖速率较原代细胞增长稍快，第4～7天为对数生长期，第8～9天为平台期。细胞生长曲线呈“S”型。见图4。

图4 大鼠主动脉内皮细胞生长曲线

2.5 细胞免疫组化法检测结果

正常对照组、d-BSA对照组培养内皮细胞48 h后，IL-8、BAX几乎不表达或弱表达，两个对照组之间差异无统计学意义（P ＞ 0.05）。不同浓度FFAs、高糖及联合培养组处理细胞后，细胞IL-8表达明显增高，且具有剂量-时间依赖关系，与对照组相比，差异均具有统计学意义（P ＜ 0.05）；细胞Bcl-2表达随时间延长及浓度的增高表达逐渐减弱，与正常对照组及d-BSA对照组相比，差异有统计学意义（P ＜ 0.05）；而细胞BAX表达则随时间的延长及浓度的增加表达亦增强，与正常对照组及d-BSA组比较，差异有统计学意义（P ＜ 0.05）。Bcl-2/BAX比值随葡萄糖及棕榈酸浓度增高逐渐减低，联合培养组为甚。见表2。

3 讨论

糖尿病血管病变是糖尿病特异的病理生理改变，是糖尿病多种并发症的共同病理生理基础（糖尿病肾病、糖尿病视网膜病变、糖尿病心血管病变）。2型糖尿病患者常伴有血脂代谢异常，血清游离脂肪酸浓度随着血糖的增高而发生改变，伴随空腹血糖水平的升高而升高[3]。血管内皮细胞裱衬在整个心血管系统的内表面，是血管壁与血液之间的分界细胞，是形成心血管封闭管道系统的形态基础。血管内皮细胞不仅是炎症反应的中介物，也是受损靶器官，通过一系列复杂的机制从而影响炎症反应的进展和结局。内皮细胞的存活和细胞的程序性死亡在维护血管结构及血管生成中是极其重要的[4]。

bcl-2基因（即B细胞淋巴瘤/白血病-2基因）是一种原癌基因，具有抑制凋亡的作用。bax基因属于bcl-2基因家族，编码的BAX蛋白可与Bcl-2形成异二聚体，对Bcl-2产生阻抑作用。bax与bcl-2相互制约，在正常情况下二者保持一种平衡状态。研究发现Bax/Bcl-2两蛋白之间的比例关系是决定对细胞凋亡抑制作用强弱的关键因素，因此认为，bax是极重要的促细胞凋亡基因之一。BAX主要位于细胞质中，当凋亡发生时，BAX即刻转移到线粒体并与线粒体膜相结合，通过加速线粒体内细胞色素C的释放和增加Caspases的活性来促进细胞凋亡。目前国内外大多数学者把细胞Bcl-2/BAX值作为判断细胞凋亡是否被抑制或加强的主要标志之一[5]。

高血糖能通过减少Akt活性抑制葡萄糖转运子4（GLUT-4）介导葡萄糖转运，导致2型糖尿病。高葡萄糖可明显引起内皮细胞的早期凋亡，而不影响细胞的坏死，其形成可能与Akt酶活性下降有关。可能是通过PI3K-Akt信号途径抑制内皮细胞增殖，Akt的308位点苏氨酸磷酸化是葡萄糖影响内皮细胞增殖信号级联中的敏感元件[6]。PI3K-Akt信号途径在葡萄糖对内皮细胞增殖和凋亡过程中起了重要的作用[7]。因此，严格控制血糖是有效防治糖尿病血管并发症的措施。

IL-8由多种细胞产生，包括外周血淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞等，近来发现内皮细胞及肾小管上皮细胞也可产生。IL-8参与多种炎症疾患的发病过程，其自分泌和旁分泌功能已被证实在血管新生、肿瘤生长和转移中起重要作用[8，9]。Tashiro等发现，糖尿病患者尿中IL-8水平与HbA1c水平有显著联系，提示高血糖可能刺激IL-8的合成和分泌[10]。我们的实验证实，在高糖条件下，与对照组相比，IL-8表达增加，与Tashiro所观察到的反应一致；而在FFAs干预下，实验组中呈阳性表达，在正常对照组细胞内呈阴性表达，由此推测，在FFAs的诱导下，IL-8的上调，进一步介导炎性反应，在联合组中，高糖及高脂具有协同作用，参与了糖尿病血管病变的发展和恶化。

本实验研究证实大鼠主动脉内皮细胞在葡萄糖及FFAs干预下，细胞凋亡增加，并具有浓度-剂量依赖趋势。在高糖环境下，FFAs引起Akt快速激活，并导致PI3K受体激活，增加了细胞内活性氧水平，通过氧化应激使细胞内IL-8表达增加，同时激活PKC通路，使其转位，引起其下游Bcl-2蛋白表达减弱，BAX表达增强，因此，Bcl-2/BAX比值减小。FFAs诱导内皮细胞凋亡可能部分通过bcl-2改变线粒体膜的功能，并释放细胞色素C，部分通过调整Bcl-2/BAX的比率引起细胞凋亡。因此，Bcl-2可抑制线粒体介导的细胞死亡[11]。高糖环境下，高棕榈酸酯可激活细胞凋亡的机制导致内皮细胞凋亡，PI3K-Akt信号缺陷参与了糖尿病血管病变的发生发展，从而引起2型糖尿病患者心血管并发症。

本研究结果显示，糖尿病患者血浆中升高的FFAs通过影响内皮细胞的功能，损伤内皮细胞的完整性，从而在糖尿病血管病变中扮演一个非常重要的角色。FFAs引起的脂毒性在糖尿病血管病变中有重要的发病学意义，深入研究其发病机制及其作用机制，对预防及延缓糖尿病血管病变的发生发展具有广阔的前景和重要的临床价值。

[参考文献]

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[5]Lee JU，Hosotani R，Wada M，et al. Role of Bcl-2 family proteins（Bax，Bcl-2 and Bcl-X）on cellular susceptibility to radiation pancreatic cancer cells[J]. Eur J Cancer，1999，35（9）：1374-1380.

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[10]Tashiro K，Koyanagi I，Saitoh A，et al. Urinary levels of monocyte chemoattractant protein-1（MCP-1）and interleukin-8（IL-8），and renal injuries in patients with type 2 diabetic nephropathy[J]. J Clin Lab Anal，2002，16（1）：1-4.

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（收稿日期：2012-01-16）

主动机制 篇6

教学反馈实质是教师和学生双向互动的信息交换的动态过程。教学反馈存在于教学系统的各个环节。本文中所提及的教学反馈,主要是指课堂教学之后的反馈。通过课后反馈,教师可以了解学生对于知识、能力的掌握程度,对于教学方法的适应程度,以及学习中的障碍。从而优化和完善自己的教学设计,及时强化巩固,并为后面教学活动的开展提供设计依据。真实、有效的教学反馈可以帮助教师真正做到因材施教。

1现行课后反馈形式及弊端

目前,广泛采用的课后反馈的方式是教学评价表。该评价方式的实施载体是由教师依据三维教学目标设计的评价量表。该量表中列出了评价要素和等级。通常在课堂教学内容完成后,教师组织学生对评价表中的各项指标进行自评,互评。借助评价表中的数据并结合课堂中的实时反馈,教师评估学生对于课堂内容的掌握情况,以及教学方法的适应程度。这样的反馈形式看似具体、及时,但在实际操作过程中存在很多问题。

1.1反馈信息不够真实

职业学校学生的元认知能力普遍比较薄弱,对于评价量表中的每个要素无法做到准确理解和把控,且对评价这一活动没有正确认识和足够重视,对于评价表格通常带有应付和完成作业的态度,因此往往没有经过认真评估就已经完成自评。学生由于知识水平、 能力及个性原因,无法客观正确的评价同伴,从而导致提供的反馈信息是经过包装的,不够真实的。

1.2评价量表忽视学生的主体地位

学生是评价的主体,可是整个评价量表、评价方式都是由教师设计的。虽说学生执行了自评和互评的规定动作,但他们是按照教师的思维方式在评价。学生看似主动,其实是被动的参与评价的。因此,这样的反馈是学生对我们期望目标达成度的反馈,而非学生思维方式学习效果及在学习过程中产生问题的反馈。

1.3反馈信息不够全面

目前常用的评价量表涉及的指标只是针对本次课的教学内容。而实际上有的时候导致学生学习效果不佳原因是前期某些基础知识不够牢固。例如由于解方程能力弱,学生在学习基尔霍夫定律时存在困难。而导致学生产生困难的障碍是前期遗留的数学问题。但是这一原因通过问卷量表是无法反馈出来的。电子专业课程的学习需要一定的连贯性,前期知识掌握程度对后续课程学习的效果有重要影响。所以了解学生前期学习遗留问题对于有效设计教学内容和活动至关重要。

综上所述,教师若想获得真实、全面的反馈信息, 了解学生学习中的障碍点,则必须让学生真正成为反馈主体,有效的介入到反馈环节。

2提倡引导学生主体介入反馈环节

学生主体介入反馈环节的实质是将学生作为教学反馈主体,教师的反馈信息来自学生。教师要做的是引导学生关注自己在整个学习过程中的问题、困惑、障碍和体验。同时鼓励学生将自己的所思所想所惑所疑全面真实地表达出来。教师从学生自主表达的信息中,提取整理,获得最真实有效的反馈信息,并将学生在课堂学习后的小结作为主体介入下的反馈载体。即要求学生在上课过程中及时记录不明白或是不理解的知识点。在课后进行整理和思考,以课堂小结的形式将课堂教学中问题、思考的结果、喜欢的教学形式等信息进行反馈。学生知识背景、个性及思维方式和能力的差异,导致每个小结都有强烈的个人特色。但不论怎样,都是学生学习效果最真实的反映。这样原生态的数据有利于教师搜集信息,改进教学。

3引导学生主体介入反馈环节时应遵循的原则

3.1为学生自由真实的表达创造条件,搭建平台

改变传统的成绩计算方式,对学生课堂小结的质量进行考核,并计入学业成绩,进而鼓励学生思考、提问。引导学生从关注学习结果到关注学习过程。即便学生的考试结果不够理想,但是若能真实的反映自己学习过程中的问题,也可以得到肯定。通过评价考核方式的改变激励学生认真思考和反馈自己对于教学内容的掌握程度。同时开发和利用网络学习平台,让学生能够实时发表自己对于所学知识的疑惑,教师教学方法的建议等等。学生自主的提问,是对教学内容最有效的反馈。只有学生主动的参与反馈环节,表达自己的想法,教师才能获得最真实有效的教学反馈。

3.2指导学生正确清楚的表达自己的想法

职业学校学生普遍学习基础比较差,表达、归纳能力比较弱,特别是电子专业的学生。常常有很多想法,但是没有办法正确有效地表达。因此在反馈环节中,教师可以通过不断地提问,帮助学生找到自己想要表达的意思,明确自己的问题所在。

3.3教师对于学生的反馈信息及时有效的应答

对于学生提出的问题,教师应及时有效地表态和应答,肯定学生提出的问题,激励他们不断自省和发现问题。及时的应答,可让他们探索求知的需求得到有效的满足。学生提出问题的价值得到肯定,疑惑及时有效的被解答,从而产生旺盛的学习热情,更加主动参与到课堂学习和课堂反馈中。

4在电子专业课程教学中的实践效果

主动机制 篇7

关键词：测控专业,实践,创新

测控技术与现今的人类生活与生产密不可分, 它来源于生产的需要。随着科学技术的发展, 测控专业也进入了全新的发展阶段。测控专业是支撑电子、电气、自动控制等专业的综合性基础学科, 在如纳米、精密机械等新兴领域中, 也占据着重要地位。由于它涉及方向之广, 对于测控专业学生, 更需采用独特、有针对性的方式进行的培养与引导。但之前在电气专业下的教学方法, 忽略了测控专业的多用广泛性, 缺少专业广泛性上的思维开拓、与其他专业结合的创新意识, 让学生的思考方向较单一, 缺少创新实践能力, 没有较活跃的思维。本文通过分析测控专业的特点, 对测控专业学生的主动实践精神培养进行分析与机制探索, 以及针对测控专业建立起的教学模式与预期产生进行效果预测。目标做到有助于测控人才的培养, 与测控专业与时俱进的持续发展, 更好的建立“强化实践教学环节, 改革实践教学体系与方法”下的教学平台。

1 测控专业学生主动实践精神培养的意义

测控专业是宽口径专业, 具有涉及理论知识广泛, 且工程性强的特点。测控技术与仪器是当今信息科学技术学科领域的重要分支, 是集光、机、电、自动控制技术、计算机技术与信息技术多学科相互融合和渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。随着科学技术的发展, 再各个领域日益加快迫切需要具有高素质、实践能力与创新能力的测控技术与仪器专业人才。而这对测控专业学生的实践能力提出了新要求。因此, 探索测控专业学生主动实践创新人才培养模式势在必行。简而言之, 测控专业学生主动实践精神培养的意义体现在以下三点:

1.1 有利于充分利用现有的实验教学资源, 有效激发学生的自主学习能力

现有的实验室器材, 没有针对测控技术进行有效的利用。首先, 充分利用现有的实验教学资源, 可以为学生创造一个激发和调动学生学习积极性、主动实践的开放实验环境, 为学生搭建的一个进行科技活动的平台。以实验室开放为基础, 积极吸收优秀学生和特长生参加到教师的科研项目中去;采用“走出去, 请进来”的互动式、开放式实践教学模式, 开展校企零距离对接的工程实践创新活动, 有效地激发学生主动探索知识和获取知识的创新能力。

1.2 有利于顺应创新发展的潮流, 贯彻“主动实践”的教学理念

当前, 世界各国在高教改革中, 都把大学生的创新教育放在首要位置。我国建设创新型国家和人力资源强国的战略任务对高校培养大批创新人才提出了更高的要求。为顺应“强化实践教学环节, 改革实践教学体系与方法”, 并结合测控专业广泛应用的特点, 应该采用课堂教学和实践教学并行发展, 着手于加强学生自主创新能力, 强化创新实践方式, 坚持以学生为主体变被动实践为主动实践的指导思想。让测控专业学生的学习方向不仅定位在理论学习, 更要为学生的实践发展提供良好的开放平台。从而满足创新实践的发展诉求, 进而贯彻“主动实践”的教学理念, 提高培养人才水平。

1.3 有利于加强学生的就业竞争力, 加强卓越人才的培养

近年来, 大学生就业难的趋势只增不减, 原因之一在于学校教育与市场需求脱节。大学教育可能自一方面还局限在课本知识教学, 但课本知识由于没有较好的实时性可能会使知识具有滞后性。因此要全面提高学生的就业竞争力, 或是提高专业的市场应用水平, 就要求高校在学习教学大纲知识的基础上, 更应该结合市场需求培养顺应发展的人才。测控专业在市场上应用领域较广, 因此要求测控专业学生应结合科技发展的趋势, 培养自主实践精神与主动学习能力。本课题抓住当前高等工程教育过程中学生被动实践的问题进行研究, 明确主动实践是创新能力培养的关键, 针对测控专业倡导“主动实践”探索创新人才培养的实践教学运行模式, 变被动实践为主动实践, 以此来加强学生自主创新能力的培养。在解决高等学校课堂教学与工程应用脱节、知识传授与能力培养脱节、应届本科毕业生无工作经验等方面展开研究与探索工作, 显著提高毕业生考研率、就业率。

2 测控专业学生主动实践精神培养的实施方案

2.1 实施方案设计和解决问题的方法

2.1.1 课堂教学和实践教学并行发展

为了贯彻“主动实践”的教学理念, 采用课堂教学和实践教学并行发展, 强化创新实践方式, 坚持以学生为主体变被动实践为主动实践的指导思想, 对测控专业实践教学的内容、教法、管理, 直至效果评价体系进行全面系统的探讨。调整实践教学内容, 突破以往实践教学模式。按照课堂教学制定全新的实验教材, 实验教学配合课堂教学的实践, 以真正达到巩固课堂知识的目的。另外, 选择贴近生活、贴合市场需求的开放式实验课题, 激发学生兴学习趣, 努力培养学生从课堂知识出发的发散创新思维。

2.1.2 专业培养特色

确定以工业自动化控制工程为依托, 以工业现场智能监测控制仪表发展为重点, 以智能仪器仪表技术、过程控制、工业控制网络、信息技术为方向的专业培养特色, 构建以学生“主动实践”为主线的分层次渐进式实践教学体系。为了使测控专业学生学习到在未来实用的知识, 着眼于目前工业现场智能监测控制仪表, 让学生对所学专业、专业目前的发展的方向有宏观的把握。通过“基础-技能、综合-提高、设计-创新、科技-研究”分层次渐进式实践教学体系, 让不同基础的学生能够逐步适应专业知识的学习与实践, 对各个水平的学生都能最大化的发挥出学习能力。

2.1.3 搭建科技活动平台

为增强实践环节的重要性, 首先利用现有的实验教学资源, 创造一个能充分发挥学生潜能, 激发和调动学生学习积极性、主动实践的开放实验环境。必要时还应对实验教学资源及设备进行更新, 为学生搭建的一个贴近市场需求的科技活动的先进平台。以实验室开放为基础, 积极吸收优秀学生和特长生参加到教师的科研项目中去, 教师可针对学生的特长制定学生的半开放科研项目, 更多的让学生主动思考, 培养自主创新能力;采用“走出去, 请进来”的互动式、开放式实践教学模式, 开展校企零距离对接的工程实践创新活动, 帮助学生了解市场发展与需求, 也为学生向硕士、博士的继续学习培养了自主学习能力与思考能力。

2.1.4 加强实验室的建设和管理

为保证实践阶段的顺利进行, 有必要加强实验室的建设和管理, 优化实验———实习———实训———设计等各实践环节, 设计合理实验———实习———实训———设计等环节的教材, 设计完善的实践教学平台运作机制。师生间加强交流, 与我校实施的“导师制”方向发展。导师能够从学生中得到实验室发展的建议和意见, 确保平台的不断改进和提升。

2.1.5 教师制度向“导师”制转型

对学生制定可操作的激励机制, 教育机制向“导师”制转型, 开拓实践与导师制度结合, 教师对学生的实践能力能够及时了解, 为学生制定个性化发展方向, 这种学习制度比之前的方式更注重师生间的交流与合作。对学生而言, 拥有结合自身实际的发展道路, 对老师而言, 及时了解学生对知识理解、实践课程的掌握情况, 能够更好的推进基于主动实践的教改进程。

2.2 方案实施进度

第一阶段:以培养测控专业工程应用型创新人才为目标, 明确主动实践是创新能力培养的关键, 坚持以学生为主体变被动实践为主动实践的指导思想, 对测控专业实践教学的内容、教法、管理, 直至效果评价体系进行全面系统的专题研究, 逐一制定解决方案, 并逐步加以落实。

第二阶段:构建以学生“主动实践”为主线的分层次渐进式实践教学体系;充分利用现有的实验教学资源, 建立多元化开放式电技术实验教学平台;应用现场总线和工业控制网络等技术, 构建高水平网络化综合测控技术实验教学平台;创建校企零距离对接的开放式实践教学模式。

第三阶段:倡导“主动实践”测控专业实践教学运行模式实施、完善和总结。建立完善的激励保障机制;建立教学质量的动态评价体系。

3 测控专业学生主动实践精神培养的创新之处

3.1 分层次渐进式实践教学体系

构建以学生“主动实践”为主线的“基础-技能、综合-提高、设计-创新、科技-研究”分层次渐进式实践教学体系。让不同水平的学生能够在自己的基础上有最大化的进步, 分层渐进式的对自己的创新能力培养制定发展计划。坚持大学四年“主动实践”教学不断线, 实现多阶段、多层次的学生创新能力的培养目标。从基础课在实践课堂上的巩固, 到课程设计开放式的多思维展开, 再到对企业进行市场参观学习, 最后再到毕业设计。这一系列从基础到自主创新的实践学习, 可实现学生创新能力的进阶式发展。

3.2 测控专业创新型人才的新策略

运用网络资源共享的优势, 采用虚实结合、软硬结合方式, 将测控技术领域的传统实验设备和新型实验设备借助网络技术融为一体, 创建的全方位立体的开放式创新实践教学平台。网络课程中心新建师生互动栏目, 学生可利用其对老师进行课后咨询与交流。导师还可及时上传学习资料供学生下载。以科研项目为载体, 校企零距离对接开展工程实践的创新活动。科研项目不仅可以让学生了解市场需求, 增强就业竞争力, 还能促进整个高校科研技术的发展。以大学生创新实践基地为依托, 搭建“主动实践-自主创新”实践学习平台, 形成“教师—高年级学生—低年级学生”融为一体的团队协作型学习模式, 确保创新实践教育在测控技术人才培养的整个过程中不断线。

3.3 健全完善的保障机制

实验室的科学管理为增强学生科创能力提供了发展平台, 建立“规范、开放、激励、创新”的实验室运行机制。通过实验室的开放, 吸引更多有特长的学生进入实验室学习, 并通过参加各类比赛, 整体提高实验室的创新能力。将学生的主动实践和创新能力融入课外科技活动, 激发学生的创新动力。建立教学质量的动态监控管理模式, 形成教学质量的“测评—分析反馈—完善提高”的良性循环。能保障实验室的正常发展, 通过反馈加强教师对科创能力培养的重视, 督促教师对实验室进行更新与管理。从而保证学生拥有增强重新能力的良好平台

4 结论

从实际实施的情况分析, 对测控专业学生主动实践精神的培养是可行的, 通过开放实验室, 学生获得了良好的科研平台, 这个科研平台和课堂教学有机结合, 学生不仅获得了系统的理论知识, 而且将理论知识充分运用, 大大提高了学生的实践能力和创新能力。下一步需要进一步完善创新机制, 并将这次实践改革经验加以推广, 使更多学生从中受益。

参考文献

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主动机制 篇8

运载火箭的主动段飞行过程中, 由多个地面站的测量设备接力完成目标的跟踪测量, 各测量站实时将测量数据传送至中心机, 中心机对各站的数据进行综合选优后发送至各测量设备, 引导设备的跟踪测量。由于数据传输的延迟, 需对弹道数据进行外推处理, 但外推时间较短, 目标一旦发生长时间丢失, 则导致测量设备无法快速实现重捕;同时, 当某测量站向中心机发送错误数据时, 此时中心机选优后恰为该站数据, 则可能导致外引数据的错误, 致使多站目标丢失, 不能有效地完成跟踪测量任务。MFC是一个微软公司提供的类库, 以C++类的形式封装了Windows的API, 并且包含一个应用程序框架, 以减少应用程序开发人员的工作量[1]。其中包含的类包含大量Windows句柄封装类和很多Windows的内建控件和组件的封装类。MFC编程方法充分利用了面向对象技术的优点, 编程时极少需要关心对象方法的实现细节, 使得应用程序中程序员所需要编写的代码大为减少, 有力地保证了程序的良好的可调试性。同时, MFC类库在提供的对象的各种属性和方法都是经过谨慎的编写和严格的测试, 可靠性很高, 这就保证了使用MFC的类库不会影响程序的可靠性和正确性。基于MFC软件平台, 设计一套运载火箭主动段弹道综合引导软件, 具有很强的灵活性和自适应性。在程序的外推算法中通过对引入的科氏力分析, 加入力学元素, 寻求测量数据和理论弹道数据的相关性, 利用两类数据的误差, 对运载火箭实际飞行的弹道进行逐点的外推, 最终可以实现任意时间段的弹道覆盖, 为测量设备提供一种新型、安全有效的引导机制。

1 运载火箭运动方程及科氏力分析

火箭的运动过程较复杂, 可以根据变质量系统的微分方程来研究运载火箭的运动:

1) 火箭在真空中的运动

设变质量质点P在重力场外的真空中运动, 如果将火箭看作质点并忽略阻力、引力等, 这样的变质量质点可以作为在宇宙空间中运动的火箭的模型, 那么外力为0, 火箭运动的方程为:

其中是燃料相对于火箭的速度。的大小是常数并且与火箭的速度相反。火箭沿着的方向作直线运动。火箭最终的速度不依赖于质量变化规律与燃料消耗的快慢, 而是依赖于燃料的初始质量、火箭自身的质量以及燃料产生气体的相对速度。

2) 火箭在均匀重力场的竖直运动

假设火箭在均匀重力场中运动, 不考虑阻力。将火箭看作质点, 初始速度为0, 初始质量为m0。燃料分离时的相对速度为, 大小为常数, 方向竖直向下。假设火箭质量随时间的变化规律为m=m0e-αt。火箭受到的外力为重力, 方向竖直向下, 运动方程为:

运载火箭在主动段的飞行过程中, 由于地球自转的影响, 可以认为是在旋转体系中做直线运动的质点, 由于惯性相对于旋转体系产生了直线运动的偏移。根据牛顿力学的理论, 以旋转体系为参照系, 这种质点的直线运动偏离原有方向的倾向被归结为一个外加力的作用, 这就是科里奥利力, 简称科氏力。从物理学的角度考虑, 科里奥利力与离心力一样, 都不是真在惯性系中真实存在的力, 而是惯性作用在非惯性系内的体现, 同时也是在惯性参考系中引入的惯性力, 方便计算。科里奥利力的计算公式如下:

通过火箭的运动方程、火箭自身参数、入轨要求, 并忽略阻力和近似未知力的存在, 在发射前可初步设计出火箭的飞行轨迹, 即理论弹道。由于科氏力的存在, 同时在计算的过程中忽略和近似了多种条件, 因此火箭的实际飞行轨迹与理论弹道必然会存在偏差。

2 运载火箭主动段新型引导机制研究目的

在目前的航天发射过程中, 对运载火箭主动段的跟踪测量, 主要依靠的是分布在不同位置的多站雷达接力完成, 如图1所示 (根据实际应用GPS、遥测数据未在框图中体现) 。各站测量雷达获得的测量数据, 实时向中心机传送, 中心机接收各站数据后进行相应的坐标系转换、数据修正等处理后, 根据综合选优机制分别向各测量站发送选优后的引导数据。目前航天发射领域的选优机制通常是, 根据测量站位置, 及其分配的有效弧段, 完成数据的选取, 在发射前已经在程序中设定, 而不考虑数据的质量。因此, 实际跟踪测量过程中, 总会出现用自己的数据引导自己的现象, 一旦此时数据错误, 必然会导致多站目标的丢失。同时, 测量雷达只能实现目标的实时跟踪测量, 无法对运载火箭的下一时刻飞行数据进行预判。虽然实际工程应用中采用了最小二乘、插值等方法进行了拟合外推, 但由于外推时间短, 且数据传输存在延迟性, 导致效果不是很理想。

通过对当前运载火箭飞行引导机制的分析, 可以很清楚地发现到目前引导机制存在的弊端。同时, 笔者在实际工作过程中也遇到过由于引导机制问题, 导致目标长时间丢失, 无法获得足够有效测量数据现象。因此, 完善和优化运载火箭的引导机制, 有着理论和实际的依据, 在实际的发射任务中也有着很高的应用价值。

3 运载火箭主动段新型引导机制研究与实现

3.1 实验方法

新型运载火箭主动段飞行的引导机制研究, 主要从两个方面着手解决:

1) 优化多站测量数据的选优机制

运载火箭在主动段飞行过程中, 飞行参数来源主要有综合弹道 (多站测量数据选优后) 、遥测惯组、GPS和内引导数据 (理论弹道) 。实际任务中, 通常仅使用某一种数据作为测量设备的引导数据, 其他三组弹道信息并没有得到充分的应用。

在新型引导机制中, 综合运用了四条弹道信息, 在中心机对测量数据选优后, 采用重心法, 对弹道求平均值, 将平均值分别与四条弹道求差, 取差值最小的弹道数据为测量设备引导信息, 避免了错误数据引导设备, 优化后的测量数据选优过程如图2所示。

2) 高精度的飞行弹道中长期外推算法研究

为防止由于测量设备或其他原因导致目标丢失, 测量数据失效, 同时保证设备恢复后, 岗位人员能够快速重捕目标, 必须对运载火箭的飞行轨迹进行外推。通过对科氏力效应的分析, 综合理论弹道特性, 设计一种可行、高效的外推算法, 程序流程如图3所示。

程序流程图中, 根据选取的理论弹道点, 综合科氏力特性, 外推任意时间段的弹道子流程如图4所示。

3.2 实验结果

运载火箭主动段新型综合引导软件, 是运行于数据处理传输机上的, 与雷达系统软件和指控中心有数据交换。软件开发环境为Microsoft Visual Studio 2008集成开发环境, 软件运行环境为Windows 2000操作系统, 使用的程序设计语言为C++语言。

该软件采用MFC和面向对象的设计方法。MFC提供面向对象的框架, 程序设计人员可以使用这一框架创建Windows应用程序。应用程序按照C++类的层次形式组织在一起, 高层类提供一般的功能, 而低层类实现更具体的行为, 低层类都是从高层类中派生而来的, 因此继承了高层类的行为。在普通的C/C++程序中, 可以看到程序从main函数开始到结束的所有代码, 但在Visual Studio中MFC封装了一部分类, 同时也隐藏了一部分代码, 因此我们看不到源程序的所有代码, 例如从项目的所有源文件中找不到main函数, 基本对话框的MFC程序流程如图5所示。

主界面如图6所示, 主要功能包括:各类弹道曲线显示、弹道信息选取、外推时间设定、误差信号显示、目标位置信息等。该软件的主要部分CSC (计算机软件部分) 见表1所示, CSU (计算机软件单元) 见表2、表3所示。

在地心系坐标系下, 选取已发射的某运载火箭弹道数据验证新型引导机制的可行性, 结果如图6所示。图中的弹道曲线包括实测数据、理论弹道和外推弹道。设定外推时间为500 s, 选取运载火箭飞行绝对时11 s时刻的点作为外推起始点, 对后期弹道外推至511 s。由图中曲线变化可知, 在新型引导机制下, 外推弹道与实际测量数据拟合度高, 误差满足任务要求, 同时外推时间较长, 有效地保证了测量设备跟踪目标的连续性。试验证明该新型运载火箭的综合引导机制可提高引导数据的可靠性, 有着很高的应用价值。

由于MFC平台是面向对象的, 可以很直观看到程序运行结果, 人机交互性很强;同时, 程序软件具有很高的灵活性, 当应用需求发生变化时, 程序员可以快速根据要求完成程序和界面的修改。

4 结语

本文通过对目前运载火箭飞行主动段引导机制的研究, 发现其存在的不足。分析运载火箭在飞行过程中的物理过程, 综合科氏力对火箭飞行的影响, 提出了一种新型的引导机制, 以MFC为平台, 设计弹道外推算法, 即寻求测量数据和理论弹道数据的相关性, 利用两类数据的误差, 对运载火箭实际飞行的弹道进行逐点的外推, 最终可以实现任意时间段的弹道覆盖, 从而为测量设备提供一种新型、安全有效的引导机制。

摘要：火箭主动段飞行过程中, 由于测控设备失效, 导致测量数据丢失, 设备恢复后无法快速重捕目标。利用某点测量数据的速度值, 参考理论弹道上最相近速度值, 引入科氏力概念, 通过对变质量质点的运动力学分析, 实现数据修正及弹道的外推。以MFC为软件应用平台, 研究实现一种新型运载火箭飞行引导机制软件。试验表明, 该新型运载火箭飞行引导机制, 能够高精度、全弧段实现火箭飞行主动段的有效引导。并且基于MFC平台的软件系统具有很强的灵活性和可操作性。

关键词：科氏力,弹道外推,引导机制,MFC

参考文献

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主动机制 篇9

随着网络和分布式应用的发展和普及,网络已成为人们获得信息的必要途径和重要手段,网络中的海量信息既给人们带来方便,也带来了许多问题。信息浩如烟海,内容庞杂,组织松散,为找到有用信息,人们经常要耗费大量宝贵的时间[1]。采用主动服务可以将“适合”的信息在“适当”的时间以“适当”的方式传递到“适当”的人手里,从而提高管理决策的准确性和及时性。

从用户的角度讲,主动服务就是在用户不发出指令的情况下把用户感兴趣的信息放到自己的系统中。在这个过程中,信息传输的发起者是服务器,而不是用户的请求。主动服务系统最大的特点是服务器主动而客户是被动的,提供服务的依据是一些触发事件,如系统指标达到一定的“阈值”、周期性系统中的“时间到”、特定数据的变更等[2]。这些事件一旦被触发,服务器便根据客户所提交的“需求”描述来发送他们需要的信息。

目前的主动服务系统多为发布/订阅型,发布/订阅是基于事件系统之上的一种通信方式。在分布式事件系统中,交互模型为订阅者提供能够对某事件或某类事件感兴趣的能力,同时,发布者可将订阅者感兴趣的事件随时通知给订阅者。生产者在一条软件总线(称为事件管理器)上发布消息,消费者从该软件总线上订阅它们感兴趣的信息[3]。这些信息通常称为事件,通过通知来提交。

为满足不同领域的特定需求,发布/订阅模型的具体实现可有多种不同的形式。通常分为四种:基于通道的发布/订阅、基于主题的发布/订阅、基于内容的发布/订阅和基于类型的发布/订阅。这些实现模型的主要区别在于发布者与订阅者之间的逻辑通信中介的不同[4]。

本文围绕着基于XML的发布/订阅模型的主动服务系统框架进行研究,给出了主动服务系统的体系结构框图,对其主要组成部分——消息格式、消息代理进行了探讨。

1 主动服务系统框架

在发布/订阅模式和XML技术的基础上,本文结合JMS规范、分布式事件服务以及消息过滤算法,设计了一个基于XML的发布/订阅模型的主动服务系统框架XMLPS-ASF(An XML-based publish/subscribe model of Active Service Framework),如图1所示。该框架采用层次结构,因而具有良好的松散耦合性和可扩展性。

基于XML的发布/订阅模型的主动服务系统框架共分为以下四层:

1) 用户接口层 为发布者和订阅者提供一个接口,用户与消息代理的通信采用会话的模式。用户通过身份验证登录到主动服务系统,然后发起一个逻辑连接并得到系统返回的唯一会话标识。客户利用这个连接创建发布者或订阅者对象,并使用唯一的会话标识发布消息或者向代理提供订阅条件。

2) 传输协议层 定义各类传输协议的抽象接口,包括驱动接口、回调接口和发布/订阅模式实现的接口。具体协议只要实现了这些接口便可加入其中。

3) 消息代理层 消息代理层是主动服务系统的核心。它根据不同订阅者提供的订阅条件来快速地对发布者发布的消息进行匹配,并把匹配的结果主动送达给订阅了该消息的订阅者。它的主要组件包括:

·请求代理 客户的发布和订阅消息由它包装成相应的请求对象,然后传递给消息代理处理。

·过滤引擎 基于XML的消息过滤引擎,它通过把用户的订阅条件组合成一个有共享前缀的NFA,并能对XML文档提供结构和内容相结合的消息过滤机制。

·事件服务 采用通知机制的分布式事件服务。当有一个新的消息到来时,通过调用消息过滤引擎将满足条件的消息进行处理后,再把结果传送给订阅者。

·路由服务 网络异常情况时,如果当前代理服务器不可用,路由服务可寻找网络中另一个可用的代理服务器。

·持久化处理 持久数据存储服务。

·安全处理 身份验证、消息安全访问机制。

4) 数据支持层 为客户和持久消息提供存储场所,一般是文件系统和数据库系统。

2 消息格式设计

消息是系统中信息交互的基础,整个消息系统包含两类不同的消息通信数据结构。一类是客户之间信息交流的格式消息对象(Message);另一类是请求对象(Request)和响应对象(Response),他们是用户和消息代理之间信息交互的格式。其中请求是客户对代理发出的请求信息,响应则是代理返回给客户的响应信息。

消息格式采用XML来表达,有三个组成部分:消息头(Header)、消息质量服务(QOS)和消息体(Body)。一个消息可以包含一个消息头,零个或者一个QoS,一个消息体。

1) 消息头对象

以标签<header>开始,</header>结束,它用来标识和路由消息,在消息的整个生命周期都有效。消息头包含的元素有:

·消息ID(_id) 类型为MessageId,用来唯一标识消息提供者发送的每一条消息。如果用户没有自己命名,则由系统自动生成,这样用户就在消息发送后确定消息的MessageId。

·消息目的地(_destination) 类型为Destination,消息发送的目的地,在发送过程中由消息提供者设置。

·消息回复目的地(_replyTo) 类型为Destination,请求程序用它来指出回复消息应发送的地方,由消息的发送程序设置。

·消息发送时间(_timestamp) 类型为TimeStamp,提供者发送消息的时间,也有消息提供者在发送消息过程中设置。

·消息类型(_type) 类型为Type,用来指出消息的类型,在这里我们设置了三种类型的消息,即订阅类型(Subscription)、数据发布类型(Data)和服务发布类型(Service)等。它可以扩充成一个消息类型字典。

·关联消息ID(_correlationId) 类型为CorrelationId,用来把一个回复消息链接到它的请求消息,由发送消息的程序设置。

此外,消息头还可以根据实际的需求进行扩展,如加入路由选择,安全访问控制等信息。

2) 消息的服务质量对象

以标记<qos></qos>表示,如果中间没有内容,表示不需要定义服务质量。发布者或订阅者都可以根据需要来定义这个部分。它有一些可选的元素,包括:

·消息发送模式(mode) 类型为DeliveryMode,该类中包含两个静态常量值 DeliveryMode.PERSISTENT 和 DeliveryMode.NON_PERSISTENT。持久消息将会得到持久化的处理,可存储在数据库或者文件系统中。

·消息的优先权(priority) 类型为Priority,由消息提供者在发送过程中设置,优先权从0～9,默认为4。数值越大,优先级越高,就可能得到更早地处理。

·消息失效时间(expiration) 类型为long,这个值是在发送过程中计算的,是发送方的生存时间值和当前时间值的和。提供者不应发送过期的消息,值为0消息不会过期。

·尝试发送消息的次数(deliveryCount) 类型为int,如果订阅者不可用或网络中断,消息代理将尝试若干次的消息传送以保证它到达订阅者。

·两次尝试之间的时间间隔(interval) 类型为long,时间单位为毫秒。

3) 消息体

以标记<body>开始,并以</body>结束。用来存放消息本身,不同的消息类型,它的内容有很大的差别。对于发布消息而言,消息体的内容是一些数据实体,他们之间可以有着层次的结构;对订阅消息而言,它的消息体是由一个XPath表达式组成。在实际的传送过程中,他们都会转换成字节流。

3 消息代理设计

消息代理(MessageBroker)是整个系统的核心,它是各个部分联系的纽带,主要包括以下几个核心服务类间的交互。

·会话管理器SessionManager 是一个独立的服务类,负责管理系统中当前的所有会话,并且在服务启动时被装载。SessionManager中包含一个哈希表sessions(用来保存所有当前客户的会话)、sessionCounter(会话计数器)等。提供的方法则有创建会话、获取会话、取得会话数、删除会话等方法。

·请求代理RequestProxy 为客户实现连接的open,reopen,close方法,并负责将发布消息与订阅包装成request对象,传递给消息代理。RequestProxy中包含一个broker(消息代理对象)、auth(身份验证对象)、sessionMgr(会话管理器实例)等。

·消息管理器MessageManager 为消息提供存储场所,以及增加、删除消息等方法。它包含一个成员_cache(消息缓冲区对象)。

·分布式事件服务EventService 实现具体的消息分发。当一条消息发布后,它将查看当前所有的订阅请求,如果有订阅得到了满足,则将该订阅的用户放入接收响应的队列。因此,EventService包括一个responseQueue(响应队列,存储响应)、requestList(Vector,持久订阅请求列表),timer(计时器,根据持久订阅请求中的Qos对象定义的timeout值来决定是否删除持久订阅)、filterEngine(消息过滤引擎)。

·消息过滤引擎FilterEngine 在用户订阅期间,订阅器收集用户的订阅要求,在查询处理器中生成一个非确定有限状态自动机(NFA);在正常工作时,发布消息经过XML事件解析器,以SAX解析事件流的格式流入事件代理以驱动过滤引擎工作。如果某用户的订阅得到匹配,则本地用户订阅列表中该用户相应的标志位置1,该消息就可以经由事件分发模块传递到订阅者手中。它包含几个成员:m_tree(XMLTree对象,对XML文档解析后所得到的一个树型结构),m_queryIndex(QueryIndexBasic对象,供查询用户订阅条件的索引结构),m_nfa(NFAExecution对象,执行过滤算法的非确定有限状态自动机),m_matchedQueries(ArrayList类型,用来存放匹配的查询)等。

·协议驱动管理器DriverManager 它也是一个独立的服务类,负责在服务启动时加载协议驱动。它保存一个哈希表driverMap(用来存放协议驱动类名和驱动对象的映像)。提供的方法有initaliaeDrivers(初始化驱动)、runDrivers(激活驱动)、registerDriver(驱动注册,将驱动加入driverMap)、unregisterDriver(删除驱动,将驱动从driverMap中删除)、loadDriver(根据驱动名来加载驱动)、getDriver(获取驱动)等。

·消息代理MessageBroker 它接收请求代理传来的各类request对象,然后针对请求的不同类型,进行不同的处理。对订阅条件的请求,它会执行持久化处理,并把它加入到NFA中;而对消息发布请求,会把它的XML消息体作为过滤系统的输入。对于发布请求,它最后还需要调用EventService中的消息操作方法来实现消息的分发,它包括requestProxy(请求代理对象)、event(消息分发器对象)、sessionMgr(会话管理器对象)、 callbackworker(回调处理器)、messages(Map,发布消息的存储映像,其中Key为消息id,Value为消息的body)、threadPool(线程池)、maxThreads(最大线程数,由配置文件设置)、minThreads(最小线程数,由配置文件设置)等。

4 结 论

目前,我们已在Windows 2000平台下,采用Java语言、JDevelper10g开发工具实现了XMLPS-ASF原型系统。

但是目前的研究还只限于对单个XML文档作为单一事件的支持,缺乏对多个XML文档作为复合事件模式的研究,而在实际系统中,事件可能采用信息集合的表述形式,而并非一个XML文档能表述清楚。因此,研究多个XML文档的复合事件模式以及在该模型下的事件匹配算法,是下一步研究的重点。

摘要：主动服务可以将“适合”的信息在“适当”的时间以“适当”的方式传递到“适当”的人手里,从而提高管理决策的准确性和及时性,目前的主动服务系统多为发布/订阅型。结合XML和发布/订阅模型提出一个主动服务系统框架,并对其中的消息格式和消息代理进行了详细设计。

关键词：主动服务,发布/订阅,XML

参考文献

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主动机制 篇10

高等学校学生的学习一般都是在高校教师的指导下,有目的、有计划、有组织地进行,以达到掌握系统的科学知识和技能,发展各种能力,形成一定世界观与道德品质。而大学生学习积极性关系到其学习效率,关系到其知识和技能的掌握,关系到其良好心理素质和道德品质的形成和发展。如何提高大学生学习积极性,一直是高校着力破解的现实难题。哈佛大学心理学家威廉·詹姆斯在激励研究中发现:一般情况下,人的能力发挥20%-30%,而在充分激励后,能力可发挥80%-90%。由此可以预见,学生的学习积极性也有极大的潜力可挖。美国著名心理学家罗杰斯说过:“有意义的学习只是在教材同学生自身的发生关系,由学生去认知时,才能产生。”由于每个人都渴望成功,渴望社会、老师、同学的认同,我们就可以用成功激励学生。成功的激励学生,也需要建立科学有效的激励机制。

波特———劳勒综合激励模式说明,激励不是简单的因果关系,设置了目标不一定能获得所需的行动和努力。由此可以从学生学习的需要出发来设置合适的激励机制。根据教育研究部门的调查发现,学生对学习的需要往往处于四种状态,一是生理感觉需要,也就是通过学习满足感官上的需要;二是交往需要,即通过学习获得家长、老师、同学、社会等方面的认可、表扬和鼓励,从而营造和谐的交往环境。三是发展性需要,即通过学习丰富自己、发展自己、提高自己,达到自己锻炼自己的目的。四是奉献性需要,即通过学习,掌握知识技能,为他人、为集体、为国家贡献力量,把个人需要转化为为他人、为社会服务。因此,把教师、家长、社会对学生的期望转化为学生自身的期望行为是十分必要的。要把这种期望转化成学生争取学习成功的需要,关键在于根据学生原有基础,把对学生的期望通过教育教学等活动,变成学生自身的期望行为。在这个过程中,教师要为学生创设成功的情境,铺设成功的阶梯。所以设置成功激励机制,激发学生的学习积极性,提高学习效果就是可行的方式之一。

1 成功激励机制的具体实施

在教育教学实践中,教师应该如何运用成功学原理,培养适应社会和经济发展需要的具有创新精神和实践能力的学生,是高等学校普遍关心的课题。成功教育是创新教育的具体体现,是素质教育的归宿。为了能摸索一套可行的成功激励机制,激发学生的学习积极性,从而提高学生的学习效果,笔者以计算机专业基础课程《离散数学》为例,采用主动式课堂学习方式,力求将成功激励机制运用于主动式教学工作中,主要从以下几个方面努力激发学生的学习潜力。

《离散数学》是计算机科学基础理论的核心课程,主要研究离散量的结构及相互关系。通过本课程的学习培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力、创新能力、解决实际问题的能力。由于该课程概念多、定义定理多、理论性强、逻辑性强、高度抽象,学生的学习兴趣普遍比较低,学习效果不理想。笔者对离散数学课程采用主动式课堂教学,充分利用成功激励机制,让学生积极主动参与到教学活动中。采用学生课前预习(发现思考问题、提出疑问、小组讨论)、学生主动参与课堂讲解、总结等模式,在每个环节中,分别采用不同的成功激励方法,极大程度的提高了学习积极性,教学效果显著。笔者所在学校对主动式课堂教学改革大力支持,从硬件环境到软件配备都做了大量的工作。为了能够对学生的主动式课堂学习情况进行记录,教室里专门配备了主动式课堂学习的情况登记表。笔者采用成功一次即在登记表上记一颗星星的方法记录学生的课堂学习表现,如图一所示。

(1)问题激励学生课前预习,能提出有意义的问题

著名学者陈献章说:“疑者,觉悟之机也,大疑则大悟,小疑则小悟,不疑则不悟”。爱因斯坦说:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题、新的角度去解决旧的问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”

思维总是从问题开始的。学生主动质疑是思维主动性的充分体现。在主动式课堂教学中的每节课,教师先进行课前导读,让学生有比较明确的学习目标。在学习目标的带领下,学生认真的进行课前预习、思考。对于在预习之后能提出有意义的问题的学生,记录下他所提出的问题,对他的努力进行适当的赞美,并视为成功,使学生学习能在最积极的状态下进行。而其他学生带着与学习内容相关的问题再参与到课堂学习中无疑是掌握知识的催化剂。我校09计算机班同学在学习集合论知识体系中的等价关系相关内容时,王鸿同学就曾提出一个问题:有限非空集合上的自反关系和对称关系数量可以用排列组合方式求解,但等价关系能不能也用排列组合的知识求解出一个具体的结果呢?充分体现了学生在问题激励之下,能够积极探索,提出自己的疑问,思维积极主动。

(2)解惑激励对提出的问题给出有效的解答

问题的来源可以有多种,可以是教师在课前预习之前提出的问题,可以是课前预习之后学生提出的问题,也可以是学生在课堂上即时发现找到的问题,还可以是教师课后总结时提出的问题。只要能对提出的问题给出有效的解答,老师就在课堂上给予及时适度的赞赏。解答问题的过程也是学生努力寻找探究奥秘的过程,中间需要付出比较多的时间和精力。而学生能否给出有效答案,取决于他们的努力度。如果能够给出问题的有效答案,说明学生努力了,付出了。努力程度(激励的强度和发挥出来的能力)取决于努力导致结果的主观概率估计和取得结果的价值,而奖励对个人的价值又受上次行为最终得到的满足程度的反馈的影响。知道能做或曾经做过这样的工作,便可更好地判断所需的努力并能估计所得到结果的概率。努力程度不够等于白费力,但如果没有合适的激励机制,学生的努力方向也会大打折扣。对于学生给出的答案,即便是不完全正确的答案,只要能从中看出学生思考了,都应给予适当的评价。在一个学期的课堂学习中,本班共有70余人次回答各种来源的问题,充分提高了他们发现问题、分析问题,研究问题、解决问题的能力。

(3)信任激励学生单独课堂讲解

目前,高等学校的教学有这样一些现象:教师不善于鼓励学生,尤其在课堂教学中的情感交流经常是不成功的;学生主动提出问题、独立解决问题的能力很差。学生自学能力不够,主动探究问题能力欠缺;学生的创新意识不强烈,常常在课堂中不愿意动脑筋;有些学生对某些课程如离散数学感到没有兴趣,上课有厌烦情绪;课堂气氛不够民主,有些教师在教学中易独断专行,不允许学生质疑;课堂气氛不够活跃,没有足够的吸引力,较枯燥呆板。解决这些问题最好的方法是让学生积极参与到整个课堂中,对于课程的某些章节,充分信任他们的课前预习及付出,让学生自己上台讲解知识点,这样可以提供给学生一个展示自己的舞台。胆子大的,善于展示自己的,能发挥自己的特长。这样,既能让学生感觉亲切,又锻炼他们的表达能力,在讲解知识的同学提高他们综合素质。而对于那些性格内向、爱面子、说话都不敢大声的学生,也要给他们锻炼的机会,使他们在学习中成长。例如,在他们上台讲解时,教师在下面要适时地带头鼓掌,就像文娱活动中的“领掌者”一样。在结束时,老师要及时给予点评和表扬。在信任激励机制下,一个学期六十多节课中,09计算机班50名同学上台讲解者达120多人次,基本每个学生都向同学都展示了自己,提高了他们主体参与性。

在信任的前提下,调动了学生参与的积极性,大部分学生都乐于做。信任是对人的很高的精神激励。教师和学生的长期博弈关系表明,只有相互信任,才对双方都有利。信任授权学生,可以充分发挥其聪明才智,展示个性特征,真正做到成绩显著、努力探索知识,并促使努力不足、成绩较差的学生得到负激励的警醒,从而激发他们的更大积极性,共同实现教学目标。

(4)适度地去赞美评价学生,使他们的参与得到认可

对于表现优秀的学生,应当给予适当的赞美。赞美是人生前行路上的“助推器”,有时赞美会改变人的一生。随着课程改革的不断深入,赏识教育理念也逐渐深入人心。作为教师,我们不必把学生们所有的过失都记得一清二楚,要去捕捉学生们身上闪现的瞬间火花,适时地把赞美之词播种在学生的心田里。马克.吐温曾经说过这样一句话:“一句好听的赞辞能使我不吃不喝活上三个月。”这句话虽然有些夸张,但是足以显示出表扬的魅力所在。但是赞美也要适度,要避免“超限效应”———某种刺激频率过多、强度过大和作用时间过久而引起心里极不耐烦或反抗的心理现象。目前,都在提倡赏识教育,老师们都知道对学生比较多的批评会让学生丧失信心,但是如果学生一直生活在赞美中,时间长了再美妙的赞扬也会腻味,此时的赞美不但不会激起学生积极进取的欲望,反而会让他找不到度量自己的定位,看不到探索道路上的困难,所以赞美也要适度。要做到适度地赞美学生,应该注意几点:(1)把握好赞美的时机。“好雨知时节,当春乃发生”,当学生身上有了“闪光点”时,老师要善于捕捉,及时抓住赞美的时机,鼓励学生进一步积极参与。赞美只有在最需要的时候才能发挥最大的作用。(2)要把握赞美的度。不能言过其实地赞美,赞美要符合实际,注意分寸,不能无限夸大;不要吝啬赞美,但也不能轻易赞美,过多的廉价赞美不仅不能对学生产生积极作用,反而会使他们轻视这些不付出努力、唾手可得的赞赏。(3)赞美要讲究方式、方法。一般情况下,课堂上老师们的赞美之词大都千篇一律:“你真棒”“你真聪明”。这类表扬似乎成了老师的口头语,学生听惯了,也听腻了,也就起不到激励作用了。其实针对不同性格的同学可以采用不同的方式,一个赞许的眼神,一句激励的话语,一次恰如其分的评价,都能有效地激励学生的上进心,鼓励起他们参与学习的积极性。

正确评价学生的发展水平,使学生获得成功感。评价具有导向功能,因此,我们应该充分适度的利用评价,使学生获得成功感。教育的理想目标在于促进每个学生的充分发展。学生的先天素质、兴趣爱好、个性特征、发展潜力等方面千差万别,社会对人才规格的要求形形色色。我们不应该用一个统一的标准来衡量、评价特点不同的学生。只有适合于每个学生特点的评价,才能取得最好的评价效果,才是高质量的评价。当一个学生在某一方面取得了哪怕是一丁点进步时,我们都应该及时的告诉他“你进步了,你成功了。”只有这样,学生才会有成就感,才会不断获得进步。“教育既可以发展人的才能,也可能抑制人的才能”,可见,教育评价的作用是多么重要。因此我们应该为每一个学生创设成功的机会。为了让学生有成功感。

2 结束语

经过一个学期实施成功激励机制,这个班的考试成绩相对以往班级虽然没有明显大幅提高,但是学习态度有了很大改变。能有计划地学习和科学利用学习时间;自觉检查与评价学习的结果;能有效利用各种学习资源;能独立用实验来验证问题;能进行自我激励以化解学习压力;敢于在课堂上表达不同于一般同学的见解等,学生素质综合评价普遍较高。

总之,把成功激励机制运用到教育教学工作中,使每一个学生获得成功并体验到成功的快乐,是教育发展的一种趋势,是提高教育教学质量的一个重要举措。本文以离散数学课程主动式课堂教学为例,摸索了一套行之有效的方法,学生积极主动地参与到教学活动中,能思考、会探索、求创新,给每个学生表现自己的机会,使学生从被动学习到主动学习,从“要我学”到“我要学”,较大幅度的提高了教学效果。

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