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经典的测试方法要求依据软件需求和设计文档,遵循既定的测试流程,严格按照预先设计的“脚本”开展。因此经典测试方法也称为脚本测试(Script Testing)。随着嵌入式软件迭代的加速,给软件测试留出时间逐渐减少。嵌入式系统软件测试呈现出一些新特点,包括软件需求变化快、软件文档缺乏、软件测试周期短、测试时间不足等。
探索性测试(Exploratory Testing)具有在时间短和文档不完善的情况下,充分发挥测试人员的经验和能力,快速、高质量完成软件测试等优点。已形成了一套管理方法和应用模型,并在微软等多个企业开展了成功的实践。探索性测试方法关注于实用,对它的研究也多数集中在实际应用方法而不是理论研究上。
探索性测试是解决嵌入式系统软件测试需求变化快、软件文档缺乏、测试周期短等现实问题的可行手段之一。为了恰当运用,需要总结探索性测试的一般性应用方法体系,并探讨其与嵌入式系统软件测试体系的联系和冲突。在此基础上提出适用于嵌入式系统软件测试的探索性测试应用模型。
1 探索性软件测试的基本原理
探索性测试的概念形成较早,经过随后的发展已形成了一定的应用体系。
1.1 探索性软件测试的概念
传统的软件测试分为测试需求分析、测试策划、测试用例设计、测试执行和测试总结等主要阶段,依次开展。传统软件测试流程依赖于完整、详实的软件需求和设计文档作为输入。而在现实的测试任务中,软件需求和设计文档往往有误或不完备,这导致脚本测试活动无法正常有效开展。
“探索性测试是同时进行学习、测试设计和测试执行的一种测试方法;也就是说,测试没有事先通过确定的测试计划定义,而是动态地被设计、执行和修改”。探索性测试(也称为探索式测试)最早于1983年提出,并在实践中发展 。与传统脚本测试相比,探索性测试具有以下技术特点:
(1) 测试活动的同时性。鼓励在测试执行的过程中,同时进行对被测软件的学习和测试设计。
(2) 关注测试任务。更关注于被测软件本身和需要测试的问题。
(3) 测试中的演绎推理。通过前一个测试活动的结果来指导后期测试的开展。
(4) 利用人的优势。关注于人本身的优势,如判断、分析、应变和协作的能力。
作为一种敏捷软件测试方法,探索性测试弱化了对测试的预先设计和测试流程的严格要求,而强调测试的同时性以及人的经验和创造性,关注于发现软件缺陷,持续优化测试工作。测试人员在测试?理解?再细化测试的迭代中,通过测试活动本身不断深入学习被测软件,从而能够缩减测试准备时间,发现更多缺陷,并使得软件测试可以在被测软件说明或文档不齐全的情况下开展。
1.2 探索性软件测试的主要方法
探索性测试的概念提出后,经过工业界和学术界人士的工作,已初步形成包含经验运用、执行策略、管理模型的体系。
1.2.1 探索方法
探索性测试强调对测试人员的知识和经验的运用。这些经验和知识可分为领域知识、系统知识和一般的软件工程知识。领域知识指领域规则、客户流程和操作场景等,包括用户使用和具体应用领域知识。系统知识是关于待测软件的特性和技术细节的具体知识,包括系统级的交互以及个体功能细节。一般的软件工程知识即不需要对被测软件系统和应用领域的具体知识。
丰富的知识和经验是对探索性测试人员的基本要求,以此为基础,探索性测试的发挥人的创造性,并由此增强了测试过程的适用性。从工程应用的实践中,已总结出了一些有用的启发式方法。运用这些策略和启发式方法,可以帮助软件测试人员在具备了基本的知识和经验的情况下,尽快熟悉被测系统,并在测试过程中充分运用经验和创造性。
在开展具体的测试活动时,测试人员则可以借助一些启发式方法在测试活动中“探索”被测软件。这些启发式的方法是测试中为了发现可能的缺陷,测试人员常用的一些技巧 。这其中典型的有Hendrickson的检查单以及Whittaker的漫游方法。这些方法的共同特性是提醒测试人员:
(1) 应关注软件最主要的功能,并在测试的过程中对软件的行为进行联想、质疑并发散,充分利用逆向输入、边界情况、近似值、错误输入和特殊值(如0),通过软件行为的原因、表现等举一反三;
(2) 应刻意构造一些特殊的行为,如尝试遍历所有输出、尝试最长操作路径、尝试关注关键数据的演化、打散或集中事物、长时间运行软件等;
(3) 应构造测试检查软件主要功能往往不关注的情景,例如启动和退出、全选、空值、资源过量和紧张、取消操作、重复、同时运行等。
传统方法假设软件文档中说明了软件的各种预期行为,因而可以通过分析文档来提取测试预期(Test Oracles)。然而,在软件信息不完备的情况下,测试预期则无法提前预知。HICCUPPS的启发式方法,从历史(History)信息、顾客形象(Image)在软件中的恰当映射、类似软件的对照(Comparable Products)、与软件和商业声明(Claims)、用户预期(User’s Expectations)、同类产品本身(the Product itself)、明显的意图(Purpose)和法律规章(Statutes)等角度,帮助测试人员在判定测试是否通过。
1.2.2 管理模型
良好的测试管理模型是保证测试质量、提高测试效率的必要保障。基于会话的测试管理(SBTM)是探索性测试领域中最常用的管理实践。SBTM将软件测试活动分解为若干会话(Session)。会话特征如下:
会话围绕主旨(Charter)开展:即待测试的任务和目标;会话时间较短:时间长度在90 min左右;会话需要记录:借助会话记录单;每轮会话需要计划和总结:一轮会话执行通常是一天,其中包含若干个会话测试。
基于会话的测试过程如图1所示。当接到测试任务时,测试小组通过对测试任务进行分析讨论,确定各会话的主旨。会话主旨包含被测软件的主题、测试人员的角色、目的、条件、优先级、参考文档、 数据、思路、预期等信息。测试项目负责人分配各会话测试人员,随后开展首轮会话执行。一轮会话执行通常为一天。每轮会话执行结束后,需组织会话总结,主要借助以下维度进行:会话执行情况、笔记、缺陷、问题、数据、时间分解、人员安排等。通过总结确定下一轮会话、资源分配。下一轮会话执行按照相似的方式开展。在测试达到预期时间和充分度要求后,测试结束,并根据每轮会话报告单整理测试报告。
图1 基于会话的测试管理示意图
会话还可以根据需要进行扩展,例如可以包含对会话的风险评估和资源统计,也可以将会话延伸为对特定问题的关注,形成测试的线索。
1.3 探索性测试工具
探索性测试的有效开展同时依赖于工具的辅助。已有一些探索性测试的工具可供参考,例如Microsoft Test Manager(与Visual Studio组件),BBTestAssistant、TestExplorer,Session Tester,Rapid Reporter,Wink。这些工具通过基于录制回放、截屏和辅助文字信息的方式帮助测试人员记录探索性测试的执行过程,其中Session Tester、Rapid Reporter和Wink是免费的,Session Tester和Rapid Reporter则专门针对会话机制进行了设计和优化。
虽然这些基于录制回放原理的工具能够辅助测试人员整理测试报告,但是却缺少对测试人员运用其知识和经验的指导,对探索性测试的执行也缺少引导作用。目前没有专门的探索性测试流程管理工具,不能起到控制测试流程的作用。有必要针对具体应用研发相应的辅助工具。
2 探索性测试的应用及其效果
经过发展,探索性测试已在多个企业运用。人们对探索性测试方法的优缺点也有了更加明确的认识。
2.1 探索性测试在工业界的应用
微软是较早实践探索性测试方法的软件企业。微软在Windows 2000系统徽标认证、必应搜索引擎和地图、Visual Studio、Windows Media Player等系统、网络和桌面应用中广泛使用了探索性测试的技巧和方法,尤其是漫游探索法。在其他公司,探索性测试也成功的运用于互联网应用行业以及信息系统的软件测试中。这些测试任务往往在软件文档不全、测试时间紧、企业对采用传统的脚本测试流程不满意的背景下开展,通过运用基于会话的方法,测试团队都能够高效的完成测试任务,甚至发现了采用传统方法在类似项目中遗漏的缺陷,在系统上线后也没有发生重大问题,软件项目组对测试团队的满意度有提升。
虽然可能没有直接说明采用探索性测试,开源软件的测试往往具有探索性测试的特点。这些测试往往在没有详细的软件文档和测试用例设计的基础上,利用志愿测试人员的经验和兴趣开展 。在敏捷软件研发团队中,探索性测试的方法也多有运用。成功案例包括与XP和Scrum敏捷软件开发的结合。
除了在工业界的运用,也有学者对敏捷软件测试的应用进行了系统的研究和讨论。Itkonen等人在芬兰多个软件公司中研究了测试人员对探索性测试的使用方法、效果和评价,对探索性测试的优缺点、应用条件合场景以及推荐的方法进行了总结;通过研究和实验,发现了探索性测试在缺陷检测能力上能达到甚至超过传统脚本测试的水平。Naseer,史亮和高翔也总结了探索性软件测试在瑞典软件公司、国内的微软和淘宝等企业运用的经验,对探索性测试的活动进行了总结。Bach等人还成立了公司专门从事测试方面的研究和推广。另外,也有一些研究将探索性测试思想与测试自动化方法结合,或利用探索性测试的思想提高测试效率和质量的工作。
从目前的应用情况来看,探索性测试技术多数是在桌面应用、B/S架构信息系统等领域的应用,在嵌入式系统软件测试中的应用较少。
2.2 探索性测试的优缺点
经过实践,总结上述对探索性测试的应用,能够发现,探索性测试尤其适用于要求在短时间内发现被测软件一些重要缺陷或事先没有能够进行详细测试设计的情况;但也具有测试过程不易控制、测试文档不全等问题。因此,在具体领域中运用探索性测试技术时,有必要根据领域特性,设计适合的测试流程,扬长避短。
一般认为探索性测试的主要优点和缺点如下:
优点:便于利用人员经验;适合于从用户角度的测试;适用于缺少软件文档、测试时间紧情况;灵活且适应性强;对测试人员和开发人员的反馈较快;能够为测试带来新内容,降低“杀虫剂”效应。
缺点:缺少足够的文档,不易度量覆盖率;测试统计数据不足,不利于决策;对测试人员经验要求较高;在测试人员经验不足、管理不严格的情况下,可能会影响测试质量;如缺少恰当工具,则不利于缺陷复现。
3 探索性测试在嵌入式系统中的应用
探索性测试技术却是能够应对嵌入式系统软件测试中软件需求变化快、测试周期短、软件文档不全等现实问题的可行方法之一。本文首先分析探索性测试在嵌入式软件测试中应用的需求和困难,然后探讨探索性测试技术与嵌入式系统软件测试体系的结合方法,对应用模型提出建议,并对应用中可能的问题和后续研究进行讨论和展望。
3.1 探索性测试一般性方法的适用性
随着IT技术的发展和各国在国防、智能电网、物联网、智能手机等行业投入的加大,嵌入式软件产品越来越多,测试任务越来越重,往往难以保证充裕的测试时间。软件需求和开发文档存在不准确、不完备的情况。而同时,嵌入式软件的测试具有较强的领域特性,领域内测试人员对被测系统的经验比较丰富。因此,需要也有条件在嵌入式系统软件中开展探索性测试,以降低对软件需求和设计规约的依赖、发挥探索性测试对软件变化的适应性和充分利用测试人员经验的优势。
然而,探索性测试技术在嵌入式领域中的应用却较少。探索性测试的通用方法没有直接用于嵌入式系统软件测试的原因主要是 :
(1) 软件测试文档:探索性测试不鼓励测试花费精力在策划和准备上,而测试执行记录风格随意性较大,不利于形成统一、完备的测试文档;这与按照国标和军标中对完整的软件测试文档的要求冲突。
(2) 软件测试充分性度量:不易度量测试覆盖率,不易评价测试质量。
(3) 软件测试过程控制:缺少对配置和测试流程的系统性管理,可能造成测试过程失控。
3.2 探索性测试应用模型探讨
为了解决嵌入式系统测试中软件需求变化快、测试周期短、软件文档不完备等现实问题,有必借鉴探索性测试技术在信息系统、网络应用、操作系统等方面的成功经验,将其融入嵌入式系统软件测试体系中来。为了与相应的软件测评体系和标准匹配,必须对探索性测试通用方法进行调整,设计探索性测试在嵌入式系统软件测试的应用模型。
一种可参考的“脚本会话模型”如图2所示,是以探索性测试一般性理论、探索性测试各特性在各型产品软件的适用性研究为基础,将探索性测试与传统脚本测试相结合的软件测试模型。为充分利用两者的优势,脚本会话模型的整体仍以传统脚本方法为基础,从而利用脚本测试管理中测试文档完备和过程管理控制完善等优点,而在测试执行过程中充分发挥探索性测试的灵活、高效优点,引入会话、漫游测试法等探索性测试等方法,同时借助嵌入式系统软件测试典型数据复用库来实现对测试人员经验的固化和复用。
图2 嵌入式系统软件脚本会话测试模型
如图3所示,脚本会话模型整体流程遵循经典的脚本测试流程,但发挥了探索性测试对经验的利用和灵活性的特点。
图3 脚本会话测试模型流程框架
包含以下步骤:
(1) 测试策划和设计阶段;借助领域软件测试典型数据复用库(测试人员经验的固化体现)形成测试项、构造测试用例,降低对软件需求和设计文档的依赖,初步完成测试需求的提取和测试用例的设计。
(2) 测试执行阶段:测试执行以基于会话的方式开展,并对一般会话进行扩展。根据测试设计和计划,确定每个会话的主旨、用例和测试方法。在每一次会话中,测试人员可以结对开展测试执行,根据预先指定的漫游策略和启发式方法,针对一个测试项进行探索,并补充测试用例。测试人员在会话结束后整理会话记录单。根据本轮会话执行情况,记录缺陷、改善测试设计,并准备下一轮会话。如此迭代直到测试结束条件满足,测试执行结束。
(3) 测试总结阶段:借助测试执行中各个会话报告单,总结和报告缺陷。
3.3 讨论和展望
探索性测试在互联网和桌面应用已经成功实践,而在嵌入式领域应用仍然较少。在嵌入式系统软件测试中运用诸如脚本会话模型的探索性测试技术时,应注意以下三点问题:
(1) 测试过程管理和文档。必须重视探索性测试的过程管理以保证测试过程受控。同时在适当的阶段应编写相应文档作为测试阶段性成果,并在测试执行完成后更新相应文档。
(2) 结合具体领域。具体领域的软件测试典型数据复用库可以看作是对该领域软件测试人员测试经验的固化,是软件测试团队的组织资产,有助于团队新成员快速熟悉被测系统,提高探索性测试的效率。
(3) 针对测试团队和项目制定具体策略。制定探索性测试中的典型方法的应用策略,并注意收集反馈,在实践中持续改进。
探索性测试作为一种在互联网、操作系统等领域成功运用多年的测试技术和理念,可以与其他软件测试技术结合,共同推进嵌入式软件测试质量的提升。可能的结合方向包括(但不限于):
(1) 基于模型的测试和验证。借助软件模型可发现隐藏在软件界面和正常使用流程下的交互,其中可能隐藏了大量的缺陷;借助模型检验工具提供的反例,测试人员还可以对软件进行更加深入的探索;
(2) 测试自动化。嵌入式系统软件需要处理传感器送来的大量数据,采用自动化方法能够有效减少测试人员的工作量;结合探索性测试的技术,也能够为测试用例约简和测试预期问题提供解决途径;
基于剖面的测试:构造嵌入式系统的操作剖面和用户剖面,辅助测试人员能有选择性地对系统进行探索。
4 结 语
探索性测试技术经过研究和发展,已形成了一套可行的体系。探索性测试在嵌入式系统软件测试中的应用还较少。经过对探索性测试体系的全面研究,能够更好的理解这种方法在嵌入式系统软件测试中的适用性,并为融合探索性测试与传统嵌入式软件测试方法,形成适用于嵌入式系统软件测试的探索性测试应用模型提供思路和方向。
参考文献
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【摘要】小学数学探究性作业是学生在教师的启发诱导下,以现行教材或学生的实际情况而制定的基本探究性内容,促使学生在探究性作业过程培养的独立自主学习或合作学习的能力,从而促进学生全面发展。当然,充分发挥探究性作业的引导和培养学生的作用,需要科学合理的设计探究性作业。对此,本文就小学高年级数学探究性作业的设计进行分析和研究,希望对于促进学生全面发展有所帮助。
关键词 小学数学;探索性作业;设计
科学、合理的实施数学探究性作业,能够给学生充分主动的探究时间和空间,促使学生发散思维、开发智力,在整个探索作业的过程中逐渐培养自主学习或合作学习的能力,从而促使学生更加准确的、有效的掌握数学知识和技能,增强学生数学水平。那么,如何科学、合理的实施数学探究性作业?根据数学教材、学生实际情况,科学、合理、有效的设计数学探究性作业,促使探索性教学贴近学生,正确的引导学生,激发学生学习热情、培养学生学习兴趣,增强学生数学水平。基于以上内容,本文笔者将以小学高年级数学为例,就小学高年级数学探究性作业的设计进行分析和研究。
一、小学高年级数学探究性作业设计的研究
(1)研究目的
通过理论思考与实践尝试,探究小学高年级探究性作业设计方案,以促使小学数学探究性作业能够充分发挥作用,培养学生的数学学习兴趣,激发学生数学学习热情,促使学生数学知识和技能能够牢固掌握,并且可以灵活运用数学知识,为促使小学生以后更好的学习数学这门课程创造条件。
(2)研究方法
对于小学高年级数学探究性作业的研究主要是利用以下方法:
其一,文献研究方法。也就是查阅与小学高年级数学相关的文献,学习其中的相关理论,借鉴已经可以有效应用的研究成果,为此次研究课题提供理论框架和方法。
其二,个案研究方法。也就是找出与此次研究课题符合的代表案例,收集与案例相关的资料,根据资料内容,从中总结经验,进而应用到此次研究课题中。
其三,经验总结方法。总结实践,对所积累的资料进行全面的、深入的分析和概括,总结经验形成理论。
(3)研究内容
此次小学高年级数学探索性作业研究中主要是对不同层次、不同范围探索性作业类型、形式、方法途径的设计与研究;研究数学探究性作业应用于小学高年级中对学生数学能力培养情况;研究学校、教师、学生对探究性作业实施的评价。
(4)研究结果分析
在对小学高年级数学探究性作业设计进行研究的过程中,明确当前市场上课外辅导书多且杂,针对性不强,不能够将理论与实践有效的结合在一起,促使学生利用此类学习辅导教材进行数学知识学习,并不能产生多大的成效。而探究性作业的实施,则可以对学生进行科学、合理的辅导,促使学生数学知识和技能更加牢固的掌握。因为数学探索性作业是以任务学习理论为基础,起要求学生在进行探索性作业学习的过程中从简到难,逐渐掌握数学知识、技能。行为倾向,促使学生真正得到锻炼。所以,科学、合理的设计数学探索性作业,对于提升小学高年级学生数学水平有很大帮助。
二、小学高年级数学探索性作业的设计
(一)数学探索性作业设计的原则
①开放性原则。由于小学生的兴趣、爱好、学习能力、思维能力等方面都存在一定差异,所以在对小学高年级学生进行数学探索性作业设计的过程中应当根据学生实际情况,对探索性作业的内容、形式等方面进行思考,设计的探索性作业具有较强的开放性,能够激发学生个性、创造能力。
②层次性原则。探索性作业的设计还要具有层次性,也就是根据学生数学学习情况,设计不同难度的数学作业,促使不同数学水平的学生都能够完成数学作业,体验到数学学习的乐趣,从而引导学生主动投入到数学课程学习当中。
③趣味性原则。探索性作业的课题本身应当具有较强的吸引力,这就要求教师在设计数学探索性作业的过程中,注重结合学生的心灵特征,设计具有趣味性的作业。
(二)小学高年级数学探索性作业的设计
(1)设计单元知识要点框架
为了促使小学生能够对所要练习的小学数学作业有清晰的了解,在设计小学高年级数学探索性作业的过程中首先要设计单元知识要点框架。由于笔者所在学校采用苏教版教材,那么在此笔者以苏教版小学数学教材为例来进行设计。根据小学数学教学特点,可以将数学探究性作业分为两部分,即课内部分和课外部分。由于课内部分主要是训练学生数学理论知识,所以,将课内部分分为基础型练习、操作型练习、以及拓展型练习。而课外部分主要是锻炼学生数学技能,所以课外部分主要分为基础型练习、实践型练习、调查型练习。
(2)各个板块作业内容说明
①基础型探索作业。基础型探索作业是为了让学生加深所学数学知识的印象。在基础型探究作业中主要练习的是数学知识重点、难点、关键部分,促使学生达到温故而知新的目的。
②操作型探究作业。操作型探究作业是根据学生的实践操作过程中学生对知识掌握和知识运用不佳的部分提出来,促使学生可以再次对实践操作中得到的实物、数据等进行分析、推理、判断、计算,从而有效的解决实际问题,从而使学生对数学知识和技能有更加深刻的了解。
③调查型探究作业。调查型探究作业可以使学生在社会调查中,懂得数学知识的运用,促使学生能够将数学知识与生活实际结合在一起。
总之,数学探究性作业是一种非常有效的学习方法,其能够给学生充分的主动探究时间和空间,促使学生发散思维、开发智力,在整个探索作业的过程中逐渐培养自主学习或合作学习的能力,从而促使学生更加准确的、有效的掌握数学知识和技能,增强学生数学水平。当然,需要促使此种学习方法充分发挥作用,需要根据教学内容及学生实际情况,科学、合理的设计,才能促使探索性作业有效应用。相信随着相关人士的不断研究,探究性作业的应用效果将会更强,将其应用于小学数学中,可以更加有效的引导学生。
参考文献
【关键词】高中数学教育教学探索性教学
一、探索性教学的基本概括
1.1探索性教学的基本概念
探索性的教学方式主要指的是在课堂教学的过程当中,教师能够分别从教学学习以及现实生活当中进行研究的重要专题所在,而在这当中,学生与学生之间、学生与教师之间进行知识的交流和探讨,不仅能够在一定情况下激发学生对学习的兴趣,而且还能够使得学生更为主动的去对知识进行获取,从而不断的促进自我的发展和进步。
1.2探索性教学的基本特点
在探索性教学模式当中,学生是课堂的主体,因此,教师在进行教学的过程当中要充分尊重学生的主要地位,紧紧围绕学生组织教学活动。对于探索性教学模式而言,培养学生的创造力和想象能力则是教学当中最重要的表现,从而促进培养学生自主学习和解决问题的能力。探索性教学不仅能够为学生提供更为开放的学习环境,而且还能够提供多样化的学习方式和获取知识的渠道,并且能够更好的促进学生将学习的知识充分运用到社会实践和生活当中,从而不断的培养学生的实践能力和创新能力。
1.3探索性教学的发展现状
到目前为止,高中数学教学方面对于探索教育的实施力度和重视程度仍存在很大的缺陷,而新时期,随着社会的不断发展,教育理念尤其是对高中教学的方式方法都有着重大的突破,对培养出具有创新意识及革新精神的人才具有重要的责任所在。随着教育的发展,高中教育当中融入创新性教育也逐渐获得了人们的重视,虽然我国在对学生创造力及想象力的培养任然存在不足,而这些不足会造成我国在高校教育当中难以更好的培养出拔尖人才,无法满足我国在新时期经济发展与技术革新的要求。因此,培养具有创新意识的人才就@得势在必行。
二、高中教学过程中存在的问题
2.1对综合素质培养的缺失
对于高中教学而言,所有的教育教学都主要以“高考”为中心,而高考作为我国对优秀人才进行选拔的重要方式,因此,高考教育成了一考订终身,只注重学生考试成绩的重要性。但是,在学校进行教育教学当中,怎样去培养学生的创新能力才是最为重要和关键的难题所在,再高中教育教学的过程当中,许多学校与教师在进行教育的过程当中,将其首要的目标设定为以“高考服务”,从而在很大程度上忽视了对学生的综合素质进行培养,而这种忽视往往会导致学生不愿意主动的去学习,而教师也很难开展教学工作,最终影响高中教学的教育质量,从而严重违背了教育精神。
2.2课堂教学形式单一,师生缺乏互动
在高中数学课堂的教学当中,很多学校都很难掌握师生之间的互动关系,在教育教学的过程当中,整个课堂教学仍旧以教师为其主要的地位,忽视了学生的主观能动性。在现实的教育教学过程当中,学生依旧是课堂的次要部分,那种以教师教学学生吸收知识的生存方式仍旧没能获得转变,一些学校还呈现出越来越严重的趋势。高中数学内容相较以前内容有所增加,一些老师为了完成教学内容,反复不停的讲授书本上的内容,完全忽视与学生的互动与交流。这种填鸭式的教学方式表面上便于老师更快的传授知识,但是实际上,教师缺乏对学生的了解,学生也很难对知识有更全面的了解。很多学生因此丧失自我思考的机会,也就丧失了学习高中数学的兴趣。
2.3缺乏对学生创新能力的培养
在高中的数学教育教学过程当中,教师大多只是注重要学生的成绩及名次,往往很难因材施教,而这种形式并不利于学生的全面发展。许多事实证明,这种教学方式非常不利于学生兴趣的全面发展与人格的全面构成。对于课程教材的相关知识进行教学,如果只是进行简单的复习和训练,也只能够充分的让学生去进行重复的学习,从而很难主动的去发现、解决和探索自己所面临的问题。学生缺乏良好的学习习惯和学习方法,将会影响学生创造能力和想象能力的培养,最终不利于学生综合素质的提高。
三、高校数学教学中探索性教学实施的基本策略
3.1创设合理的学习情境,进而培养学生主动的学习兴趣
在进行教育教学过程当中,我们应当充分的构建数学教学与生活之间的关系,将数学学习充分的融入到情境之中,从学生最为熟悉的知识入手,不断的启发他们主动的进行学习,从而增加期学习兴趣和主动性。
3.2.引导学生学会观察,提取有效信息
所谓“巧妇难为无米之炊”,学生也是一样,如果题目中找到的信息对解题毫无帮助,又怎能解出题目。因此,探索性教学中一个重要的任务就是教会孩子学会寻找题中的有效信息。观察,提取有效信息即审题筛选信息的过程,教师首先要了解学生的基础,在学生已有的知识的基础上构建新的知识;其次要教会学生灵活运用所学的定理、公式,并提炼题中相应的条件与之相结合,形成结论。
3.3培养学生解决问题的能力
学生在进行学习和实践过程当中会有一定的知识和经验积累,同时也会更好的培养学生解决问题的能力,而在这一培养的过程当中,教师具有非常大的促进作用,在平时的教学中应该养成勤思、严谨的习惯,以身作则教导学生。在这同时也要加强学生对各种思想方法的运用,能够让学生做到对方法的使用熟能生巧。
3.4不断的巩固和加强训练
练习起到的作用是画龙点睛的,首先,练习在巩固、深化知识的同时能使学生的思维变得更严密;其次,课上的时间有限,教师没有条件把所有的内容都很精细地解释清楚,需要在练习中让学生发现自己的薄弱环节,更加重视不足、解决不足。
【参考文献】
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【关键词】新课程;创造性思维;探索性学习
在新课程改革中,教师既是学生学习的示范者,又是一名学习者;学生是创新学习活动的主体,通过教材这座桥梁,走向更广阔的研究领域,探求更博大的未知世界。这种模式侧重知识的运用,要求学生掌握解决问题的实际能力。本文以初中语文教学“创新探索性学习”为例,探讨和揭示语文教学中“创新探索性学习”的一般 规律 和方法。
1.课前多搜集材料,夯实基础
学生在阅读课文时,往往会因为知识面较窄,而影响对文章的理解。老师应根据学生的需要要求他们搜集关于文学常识、生活常识、 科学 知识、 历史 地理知识、民俗风情、生命价值、生存意识等相关知识。这样既可以让学生获得乐趣,又可以培养学生良好的学习习惯。现将七年级主要内容略举一二:有关文化知识:作者,名人生平,如居里夫人、鲁迅、邓稼先等,诗歌特点、文体知识、 中国 传统文化特点等。有关历史知识:如中国朝代变迁、、、“九一八”、抗战历史、等。有关地理国情:如黄河、长江、西北风俗、江南民俗等。有关影像资料:安塞腰鼓、印度舞蹈、化石的音像素材等。
2.课堂上精心设计问题,培养创造性思维习惯
为了鼓励学生大胆发言,教师要以开放的心态,创设民主、平等、和谐的学习氛围,倡导学生独特体验,甚至包容他们的种种失误。如在教学《风筝》一课时,当学生提到“小兄弟是否真的忘记当年‘精神扼杀’的一幕”时,我放弃了原来的教学设想,让学生围绕这个问题畅所欲言。渐渐地,学生敢于发表自己的创见了。后来学习《咏雪》一文,学生就对用“空中撒盐”和“柳絮因风起”来比拟“大雪纷纷”哪个更好展开讨论,有说“柳絮因风起”比“空中撒盐”更有神韵,有说“空中撒盐”比“柳絮因风起”更容易想象和理解,很多人见不到“柳絮因风起”,无法想象也享受不到这种美,还不如“空中撒盐”来得实在。教师的提问要有问题空间,要能激发学生的探究意识,要能使学生保持浓厚的探索兴趣。学习《从百草园到三味书屋》和《风筝》,可以告诉学生这篇文章的主题历来有多种说法,你赞成哪一种?说说你的理由。再如学习《斑羚飞渡》时,我告诉学生:“有人说,动物小说折射的是人类社会,你认同吗?请从课文中找出理由。”又如学习寓言《智子疑邻》时还可以让学生从每个人物身上发掘寓意。为培养孩子独立思考的习惯,上课时,还要保证质疑问难的时间。不但让学生带着问题进教室,还要带着问题出课堂,去寻找解决的方法。
3.课后以小 论文 、小作文为依托,形成探索性学习的结果
初中语文探索性学习重在过程、思维方法的学习和思维水平的提高。语文探索性学习的成果不一定是“具体”有形的制作“成果”,它可以是自己的一种见解、一种认识,甚至可以是一种由此及彼的联想。这一学习过程不在于学生观点是否新颖,见解是否独特,而在于探索性学习过程所体验到的学习乐趣,在于对课文深入理解领会后的倾吐表达,而这也正是大纲所要求的。因此,在进行完课堂讨论或课堂辩论后,我往往要求学生把他们讨论、辩论的结果、心得写成小论文或读后感,或就课文的思想内容、写作特点的某一点写出自己的认识。有时还要求学生对课文进行改写、缩写、扩写等等,以练为主,成文即可,不作过高要求,以此来培养他们的研究意识和写作能力。在小论文的写作中,我要求他们做到行文规范,所引用材料都必须标明出处,在文后注释;另外要符合逻辑,观点鲜明,论据充分不空发议论。以此养成研究的习惯,培养研究的能力。
如在学完《羚羊木雕》,我们可以要求同学们写出《羚羊木雕要回之后》、《那一次真令我伤心》、《生活中的苦恼》等作文。又如学了《皇帝的新装》后可以再写《游行大典结束以后》、《说真话,需要勇气》等。在尝试探索性学习的过程中,我们还要切实贯彻 教育 领域的一个很知名的“三主论”,即“教师为主导,学生为主体,训练为主线”,本文就不再赘述。
4.优化演练,获取 发展
教师在教学活动中应为学生创设探究情景,让学生的思维自由张扬,激发学生的求异思维,展开丰富、合理和独特的想象。把学习的主动权还给学生,去获取新知、获得发展,开发潜力。通过对学生进行续写、仿写、扩写、改写等系列练习,可以充分利用学生已有的生活经验、感性材料,调动学生头脑中的库存知识和已有表象,去开启学生广阔的思路,有效地培养学生的探究问题的能力。
通过有效的演练,也促使学生在知识转化为能力的过程中,充分调动学生眼版权归原作者所有。眼看、耳听、心思、手写,最大限度地发挥了学生的主体作用,有利于学生创造性思维品质的形成。
5.鼓励质疑,激活思维
学起于思,思源于疑,疑则激活思维,通过探索挖掘教材的内涵和外延,从而去发现问题拓展知识层面和想象的空间。 科学 的发明与创造往往是从质疑开始的,从解疑入手的。爱因斯坦曾经讲过:“提出一个问题比解决一个问题更重要。”培根说:“疑而能问,已得知识之半。”而若“疑难能自决,是非能自辨”(叶圣陶语),则标志着我们的教学进入了一个更高的境界。教师在教学过程中,不能成为主角,更不能禁锢学生求异思维,毕竟新型的师生观告诉我们,教师和学生处于平等的地位,是平等中的“首席”而已。基于此,教师在课堂教学的全过程中,放手让学生大胆质疑,积极鼓励学生大胆质疑,并启迪学生思索探讨,逐步解疑,在探索中有所发现和创新,才能激活课堂教学并把它推向一个新层次。
摘 要 探究性的临床试验为人们日益增多的药物研究活动提供了一种快捷的方法。此类临床研究通常是在早期临床发展的第一阶段进行,不以治疗为目的,也不侧重监测药物的临床耐受性,在研究过程中只涉及到少数人群并服用有限剂量。本文客观介绍了多种探究性临床试验方法及相关安全管理要求。在这基础之上,文章着重介绍并比较了探索性临床试验、微剂量试验及多剂量试验的概念。
关键词 探索性临床试验 微剂量试验 多剂量试验
中图分类号:R951 文献标识码:C 文章编号:1006-1533(2014)17-0061-04
Concept and rules of exploratory clinical trial
ZHAO Ye*, SHAO Rong
(China Pharmaceutical University, Nanjing 211198, China)
ABSTRACT Exploratory clinical trials provide a strategy for rapid human entry of investigational drugs. Such clinical studies are typically conducted during early clinical development in phase I as first-in-human studies. They have no therapeutic intent and are not intended to examine clinical tolerability, which involve a small number of human subjects at limited dose. This review critically discusses the various exploratory clinical trial strategies, their advantages and disadvantages as well as the regulatory safety requirements. In this respect, strategies for exploratory investigational new drugs (eIND), micro dose and multiple dose examination are highlighted and compared.
KEY WORDS exploratory investigational new drugs; micro dose examination; multiple dose examination
探索性临床试验的出现为人们日益增多的新药研发活动提供了一种高效的研究方法。此类临床研究通常是在I期临床试验早期进行的,它不以治疗为目的,也不侧重于监测药物的临床耐受性(如人体最大耐受量),在研究过程中只涉及到少数人群并使用有限剂量,最终通过有限的人体暴露获取相应的临床参数。尽管存在着种种限制,但是探索性临床试验能够获取一手的人体临床数据,这一优势为研究人员探究药物在人体中的生理药理特性、了解受试人群的体征及测试药物对疾病的治疗程度提供了便利。
背景介绍
2004年,欧洲药品管理局(EMA)发表的《关于药品实施单次微剂量临床试验的非临床安全性试验意见书》首次提出了“微剂量临床试验”这一概念,这是全球探索性新药研究的起源[1]。2006年,欧盟公布了《关于支持单剂微剂量临床试验的非临床安全性研究的观点》[2],该观点中对探索性临床试验所需的非临床安全性研究支持数据提出了一些建议。2007年7月19日,EMA下属的人用药品委员会(CHMP)正式通过了《关于鉴别和降低研究用新药首次人体试验风险的策略选择的指导原则》[3],并于2007年9月1日正式生效。该指导原则主要从技术层面作出了对探索性临床试验的要求,并提出了管理和降低这些风险因素的具体策略,这对于申办人在新药从非临床研究转向临床研究的过程中控制有关的风险因素具有很好的指导和建议作用。
同时,2004年3月,美国食品药品监督管理局(FDA)在《新药研发关键路径的挑战与机遇》报告中表明,为减少用于开发不可能成功的候选产品的时间及资源消耗,应使用新型新药研发工具,便于在早期辨别出化合物是否具有开发前景。2006年,FDA出台了《探索性临床试验指导原则》[4],正式提出了探索性临床试验(exploratory investigational new drug,eIND)的概念,将其描述为一种在I期临床试验早期进行的探索性临床方法,该方法与其他临床试验的管理要求一致,在保持原有的受试者保护基础之上,减少了临床试验所需的资源消耗,使申办人更有效率地开发有前景化合物。
随后,2009年,人用药物注册技术要求国际协调会(ICH)对《人体试验前非临床安全研究以及药物上市许可指南M3(R2)》[5]进行了修正,增加了eIND的相关内容,并描述了几种方案设计,即微剂量试验与多剂量试验。由于eIND是在I期临床试验早期来进行的,因此,在实践过程中出现了0期临床试验的概念。本文将对以上几种概念予以区分与对比说明。
相关概念简析
eIND
eIND是一种新型的、提高研发效率、减少资源消耗的新药研发方法,目前得到各大医药企业的广泛认可,并取得了较好的试验效果,尤其在抗癌药物、抗艾滋病药物及单克隆抗体研究中发挥了显著的效果。在指南中,FDA正式提出了eIND的概念,是指在I期临床试验早期进行的、涉及非常有限的人体暴露的人体临床试验,且无治疗或诊断目的。因此,eIND又被称为0期临床试验。最初该方法仅有一种临床方案设计,即EMA提出的微剂量试验,由最初的单一给药方案扩展到不超过5种给药方案。随后,ICH对eIND的方案设计进行了拓展,增加了多剂量试验设计,已基本接近于普通的临床试验研究,给药剂量有了一定幅度的提升。由于涉及有限的人体暴露,eIND通过应用较为灵敏的影像技术探索药物的生物分布特点,提供药动学或药效学数据重要信息[6]。药物研发人员依据药动学或药效学特性,从一系列在人体内具有特定治疗靶标作用的候选化合物中选择最有潜力的先导化合物,最终实现在药物早期研发阶段识别出有前景的候选化合物继续开发的目的,并去除那些没有前景的候选物。
eIND的特点在于“3个有限”,即有限的受试人数、有限的剂量范围、有限的研究周期。eIND的受试者可以是目标疾病的病人或者健康志愿者,给予其单次或多次极低剂量,临床试验持续时间通常是在两周之内。
微剂量试验
微剂量试验是目前在eIND中普遍使用的一种方案,是指在极低剂量下,不产生药理作用的候选化合物在受试者身上进行的研究。根据FDA关于eIND指南,微剂量的定义是根据动物数据计算获得的受试物产生药理学作用剂量,微剂量低于该剂量的1/100,最大剂量≤100 ?g(造影剂适用于后面的标准)。与化学合成药物比较,由于分子量的差异,蛋白制品的最大剂量≤30 nmol。
因此,微剂量试验无法得到药物治疗的功效或者安全性数据,这一方法主要涉及的是低剂量混合物,在ICH、EMA以及FDA的指导文件中均有所利用。微剂量试验所需的临床前安全测试较少,一般不需要进行基因毒性试验,但应进行结构活性评估[7]。无基因毒性的抗癌药物可以通过微剂量试验在健康受试者中进行测试。
多剂量试验
多剂量试验是由ICH提出的eIND方案,涉及对候选化合物药理作用的研究。该方案用于评估较高剂量、重复给药的临床试验,因此每一种候选化合物都应进行安全药理学评价,需选择两种以上的动物进行临床前试验,包括对啮齿类动物以及非啮齿类动物进行的2周重复剂量毒性研究、污染物致突变性检测等,此毒性试验的目的是为临床试验选择安全的起始剂量及最大的给药剂量[8]。在已知治疗指数的前提下,申办人根据治疗指数的高低开展的临床研究,给药剂量将达到无可见有害作用水平的1/50,或将实现1/2药时曲线下面积/血药浓度。
由于给药剂量相对于微剂量试验较大,因此多剂量试验中所使用药物的生产过程应符合药品生产质量管理规范(GMP)的要求。多剂量试验周期仍限制在14 d以内,同时不以测试药物的最大耐受剂量为主要目的,仍遵循eIND的基本要求。
相关法规文件内容简介
EMA关于eIND的规定
在各项指导原则中,EMA偏向于技术层面,主要集中在对临床前试验的要求。在《关于药品实施单次微剂量临床试验的非临床安全性试验意见书》中,EMA对微剂量试验的定义作出了明确的规范,并建议申办人进行药物毒性及基因毒性试验(表1)。同时,EMA特别强调,即使微剂量试验降低了对非临床试验的要求,所有的非临床试验始终应在药品非临床研究质量管理规范(GLP)的条件下完成。而《关于鉴别和降低研究用新药首次人体试验风险的策略选择的指导原则》结合药品质量方面、临床前和临床测试策略、用于人体的药物初始剂量的计算、后续的剂量递增以及临床试验的管理,对药物首次进行人体试验的设计作出了具体要求。
FDA关于eIND的规定
FDA关于eIND的规定主要体现在2006年1月公布的《探索性新药研究指南》中。在安全性评价方面,由于eIND的剂量、用药周期、试验目的等因素对人类受试者的潜在危险性低于传统的临床Ⅰ期研究,因此FDA规定该研究可先用较少的或不同的临床前数据支持,其对临床前毒理学评价的要求低于传统的临床试验要求。但是,临床前研究必须在以下这几个方面与0期临床研究一致:确保在动物与人体内候选物作用机制一致;明确侯选物的组织亲和力或分布;评价候选物的代谢数据;与其他治疗方案可能的靶点效应进行比较。
eIND一般采用微剂量试验方案设计。微剂量临床研究参考的动物试验至少采用一种哺乳动物(雌雄兼用),给药途径与临床给药途径一致,且动物试验应确定最小中毒剂量或给出安全范围。在涉及药效学的探索性临床研究中,应提交更多的毒理学资料。如临床用药7 d的受试物,可用敏感动物进行两周的多剂量毒理学研究,以帮助确定临床的安全起始剂量和最大剂量。
ICH中关于eIND的规定
ICH中关于eIND的有关规定主要体现在ICH M3(R2)文件中。ICH在指南中提出了5种不同的eIND方案设计,同时,ICH认为其他没有在指南中提到的替代性方法也可以使用,包括支持生物科技衍生物的各种研究方案,但需经过临床试验申办地的药品监督管理部门同意。在这些情况下的非临床性支持数据将决定申办人使用的方案设计、最大临床使用剂量给给药期间。
1) 微剂量试验。微剂量试验存在两种方案设计,第1种方法是单一给药,涉及总剂量不超过100 μg,可选择一次性给药或者分批量给药。第2种微剂量方法是一次涉及≤5次用药,每次最大剂量为100 μg(总最大剂量为500 μg/受试者)。
在某些情况下,将某个拟供口服的药物采取静脉注射途径,是比较可取的微剂量设计方案。在这种情况下应首先完成药物口服途径的毒理试验,静脉注射的要求将根据已经取得的充分暴露边际确定。在这种情形下,由于被测试剂量极低(最大剂量为100 μg),因此不建议测试静脉注射药品的耐受量。如果静脉注射中检测出异常现象,那么应当对该耐受量进行评估。
2) 在亚治疗试验或进入预期治疗范围内的单剂量试验。第3种方案包括以亚治疗剂量,可能上升至药理学或者在有效治疗范围内为开始的单剂量临床研究。最大允许剂量应该建立在非临床数据基础上,但是在研究过程中,会基于已获得的临床信息进一步被限制[9]。该方案的给药剂量可以接近产生预计药效作用的剂量,单一剂量试验可用于评估作用靶点或者药理学靶点。
3) 多剂量试验。多剂量试验有两种不同的非临床试验方法,根据非临床试验得到的治疗指数设计不同的给药方案。这些方案支持为期14 d的给药研究,在治疗剂量范围内确定人体药动学和药效学数据,且不以支持临床最大耐受量的确定为目的。
两种方案用于评估较高剂量、重复给药的临床试验,因此每一种候选化合物都应进行安全药理学评价,需选择两种以上的动物进行临床前试验。最后一种方案设计增加了探索性剂量递增试验,包括对啮齿类物种和某一确定的非啮齿类研究进行的两周毒性研究。
小结
作为一种创新型新药研发方案设计,eIND方案设计仍在发展与完善中,申办人可以根据候选化合物的特性灵活地选择临床设计方案。目前,以雅培制药有限公司针对肿瘤药ABT-888的微剂量研究试验成功为首例,国外新药研发企业已逐渐开始推广eIND的使用。尽管我国尚未作出相关规定,但是基于我国目前的新药研发现状,允许eIND研究将对提升医药创新能力具有极大的推动作用。
参考文献
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Pocard M, Soria JC, Aldaz-Carroll L, et al. Phase 0 clinical trials in oncology: an exploratory methodology for constructing a study with patients undergoing surgery for metastatic disease [J]. J Clin Oncol, 2012, 28(30): 4551-4553.