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[关键词] 人工智能,常识推理,归纳逻辑,广义内涵逻辑,认知逻辑,自然语言逻辑
现代逻辑创始于19世纪末叶和20世纪早期,其发展动力主要来自于数学中的公理化运动。当时的数学家们试图即从少数公理根据明确给出的演绎规则推导出其他的数学定理,从而把整个数学构造成为一个严格的演绎大厦,然后用某种程序和方法一劳永逸地证明数学体系的可靠性。为此需要发明和锻造严格、精确、适用的逻辑工具。这是现代逻辑诞生的主要动力。由此造成的后果就是20世纪逻辑研究的严重数学化,其表现在于:一是逻辑专注于在数学的形式化过程中提出的问题;二是逻辑采纳了数学的方法论,从事逻辑研究就意味着象数学那样用严格的形式证明去解决问题。由此发展出来的逻辑被恰当地称为“数理逻辑”,它增强了逻辑研究的深度,使逻辑学的发展继古希腊逻辑、欧洲中世纪逻辑之后进入第三个高峰期,并且对整个现代科学特别是数学、哲学、语言学和计算机科学产生了非常重要的影响。
本文所要探讨的问题是:21世纪逻辑发展的主要动力将来自何处?大致说来将如何发展?我个人的看法是:计算机科学和人工智能将至少是21世纪早期逻辑学发展的主要动力源泉,并将由此决定21世纪逻辑学的另一幅面貌。由于人工智能要模拟人的智能,它的难点不在于人脑所进行的各种必然性推理(这一点在20世纪基本上已经做到了,如用计算机去进行高难度和高强度的数学证明,“深蓝”通过高速、大量的计算去与世界冠军下棋),而是最能体现人的智能特征的能动性、创造性思维,这种思维活动中包括学习、抉择、尝试、修正、推理诸因素,例如选择性地搜集相关的经验证据,在不充分信息的基础上作出尝试性的判断或抉择,不断根据环境反馈调整、修正自己的行为,……由此达到实践的成功。于是,逻辑学将不得不比较全面地研究人的思维活动,并着重研究人的思维中最能体现其能动性特征的各种不确定性推理,由此发展出的逻辑理论也将具有更强的可应用性。
实际上,在20世纪中后期,就已经开始了现代逻辑与人工智能(记为AI)之间的相互融合和渗透。例如,哲学逻辑所研究的许多课题在理论计算机和人工智能中具有重要的应用价值。AI从认知心理学、社会科学以及决策科学中获得了许多资源,但逻辑(包括哲学逻辑)在AI中发挥了特别突出的作用。某些原因促使哲学逻辑家去发展关于非数学推理
的理论;基于几乎同样的理由,AI研究者也在进行类似的探索,这两方面的研究正在相互接近、相互借鉴,甚至在逐渐融合在一起。例如,AI特别关心下述课题:
·效率和资源有限的推理;
·感知;
·做计划和计划再认;
·关于他人的知识和信念的推理;
·各认知主体之间相互的知识;
·自然语言理解;
·知识表示;
·常识的精确处理;
·对不确定性的处理,容错推理;
·关于时间和因果性的推理;
·解释或说明;
·对归纳概括以及概念的学习。[①]
21世纪的逻辑学也应该关注这些问题,并对之进行研究。为了做到这一点,逻辑学家们有必要熟悉AI的要求及其相关进展,使其研究成果在AI中具有可应用性。
我认为,至少是21世纪早期,逻辑学将会重点关注下述几个领域,并且有可能在这些领域出现具有重大意义的成果:(1)如何在逻辑中处理常识推理中的弗协调、非单调和容错性因素?(2)如何使机器人具有人的创造性智能,如从经验证据中建立用于指导以后行动的归纳判断?(3)如何进行知识表示和知识推理,特别是基于已有的知识库以及各认知主体相互之间的知识而进行的推理?(4)如何结合各种语境因素进行自然语言理解和推理,使智能机器人能够用人的自然语言与人进行成功的交际?等等。
1.常识推理中的某些弗协调、非单调和容错性因素
AI研究的一个目标就是用机器智能模拟人的智能,它选择各种能反映人的智能特征的问题进行实践,希望能做出各种具有智能特征的软件系统。AI研究基于计算途径,因此要建立具有可操作性的符号模型。一般而言,AI关于智能系统的符号模型可描述为:由一个知识载体(称为知识库KB)和一组加载在KB上的足以产生智能行为的过程(称为问题求解器PS)构成。经过20世纪70年代包括专家系统的发展,AI研究者逐步取得共识,认识到知识在智能系统中力量,即一般的智能系统事实上是一种基于知识的系统,而知识包括专门性知识和常识性知识,前者亦可看做是某一领域内专家的常识。于是,常识问题就成为AI研究的一个核心问题,它包括两个方面:常识表示和常识推理,即如何在人工智能中清晰地表示人类的常识,并运用这些常识去进行符合人类行为的推理。显然,如此建立的常识知识库可能包含矛盾,是不协调的,但这种矛盾或不协调应不至于影响到进行合理的推理行为;常识推理还是一种非单调推理,即人们基于不完全的信息推出某些结论,当人们得到更完全的信息后,可以改变甚至收回原来的结论;常识推理也是一种可能出错的不精确的推理模式,是在容许有错误知识的情况下进行的推理,简称容错推理。而经典逻辑拒斥任何矛盾,容许从矛盾推出一切命题;并且它是单调的,即承认如下的推理模式:如果p?r,则pùq?r;或者说,任一理论的定理属于该理论之任一扩张的定理集。因此,在处理常识表示和常识推理时,经典逻辑应该受到限制和修正,并发展出某些非经典的逻辑,如次协调逻辑、非单调逻辑、容错推理等。有人指出,常识推理的逻辑是次协调逻辑和非单调逻辑的某种结合物,而后者又可看做是对容错推理的简单且基本的情形的一种形式化。[②]转贴于
“次协调逻辑”(Paraconsistent Logic)是由普里斯特、达·科斯塔等人在对悖论的研究中发展出来的,其基本想法是:当在一个理论中发现难以克服的矛盾或悖论时,与其徒劳地想尽各种办法去排除或防范它们,不如干脆让它们留在理论体系内,但把它们“圈禁”起来,不让它们任意扩散,以免使我们所创立或研究的理论成为“不足道”的。于是,在次协调逻辑中,能够容纳有意义、有价值的“真矛盾”,但这些矛盾并不能使系统推出一切,导致自毁。因此,这一新逻辑具有一种次于经典逻辑但又远远高于完全不协调系统的协调性。次协调逻辑家们认为,如果在一理论T中,一语句A及其否定?A都是定理,则T是不协调的;否则,称T是协调的。如果T所使用的逻辑含有从互相否定的两公式可推出一切公式的规则或推理,则不协调的T也是不足道的(trivial)。因此,通常以经典逻辑为基础的理论,如果它是不协调的,那它一定也是不足道的。这一现象表明,经典逻辑虽可用于研究协调的理论,但不适用于研究不协调但又足道的理论。达·科斯塔在20世纪60年代构造了一系列次协调逻辑系统Cn(1≤n≤w),以用作不协调而又足道的理论的逻辑工具。对次协调逻辑系统Cn的特征性描述包括下述命题:(i)矛盾律?(Aù?A)不普遍有效;(ii)从两个相互否定的公式A和?A推不出任意公式;即是说,矛盾不会在系统中任意扩散,矛盾不等于灾难。(iii)应当容纳与(i)和(ii)相容的大多数经典逻辑的推理模式和规则。这里,(i)和(ii)表明了对矛盾的一种相对宽容的态度,(iii)则表明次协调逻辑对于经典逻辑仍有一定的继承性。
在任一次协调逻辑系统Cn(1≤n≤w)中,下述经典逻辑的定理或推理模式都不成立:
?(Aù?A)
Aù?AB
A(?AB)
(A??A)B
(A??A)?B
A??A
(?Aù(AúB))B
(AB)(?B?A)
若以C0为经典逻辑,则系列C0, C1, C2,… Cn,… Cw使得对任正整数i有Ci弱于Ci-1,Cw是这系列中最弱的演算。已经为Cn设计出了合适的语义学,并已经证明Cn相对于此种语义是可靠的和完全的,并且次协调命题逻辑系统Cn还是可判定的。现在,已经有人把次协调逻辑扩展到模态逻辑、时态逻辑、道义逻辑、多值逻辑、集合论等领域的研究中,发展了这些领域内的次协调理论。显然,次协调逻辑将会得到更进一步的发展。[③]
非单调逻辑是关于非单调推理的逻辑,它的研究开始于20世纪80年代。1980年,D·麦克多莫特和J·多伊尔初步尝试着系统发展一种关于非单调推理的逻辑。他们在经典谓词演算中引入一个算子M,表示某种“一致性”断言,并将其看做是模态概念,通过一定程序把模态逻辑系统T、S4和S5翻译成非单调逻辑。B·摩尔的论文《非单调逻辑的语义思考》(1983)据认为在非单调逻辑方面作出了令人注目的贡献。他在“缺省推理”和“自动认知推理”之间做了区分,并把前者看作是在没有任何相反信息和缺少证据的条件下进行推理的过程,这种推理的特征是试探性的:根据新信息,它们很可能会被撤消。自动认知推理则不是这种类型,它是与人们自身的信念或知识相关的推理,可用它模拟一个理想的具有信念的有理性的人的推理。对于在计算机和人工智能中获得成功的应用而言,非单调逻辑尚需进一步发展。
2.归纳以及其他不确定性推理
人类智能的本质特征和最高表现是创造。在人类创造的过程中,具有必然性的演绎推理固然起重要作用,但更为重要的是具有某种不确定性的归纳、类比推理以及模糊推理等。因此,计算机要成功地模拟人的智能,真正体现出人的智能品质,就必须对各种具有不确定性的推理模式进行研究。
首先是对归纳推理和归纳逻辑的研究。这里所说的“归纳推理”是广义的,指一切扩展性推理,它们的结论所断定的超出了其前提所断定的范围,因而前提的真无法保证结论的真,整个推理因此缺乏必然性。具体说来,这种意义的“归纳”包括下述内容:简单枚举法;排除归纳法,指这样一些操作:预先通过观察或实验列出被研究现象的可能的原因,然后有选择地安排某些事例或实验,根据某些标准排除不相干假设,最后得到比较可靠的结论;统计概括:从关于有穷数目样本的构成的知识到关于未知总体分布构成的结论的推理;类比论证和假说演绎法,等等。尽管休谟提出著名的“归纳问题”,对归纳推理的合理性和归纳逻辑的可能性提出了深刻的质疑,但我认为,(1)归纳是在茫茫宇宙中生存的人类必须采取也只能采取的认知策略,对于人类来说具有实践的必然性。(2)人类有理由从经验的重复中建立某种确实性和规律性,其依据就是确信宇宙中存在某种类似于自然齐一律和客观因果律之类的东西。这一确信是合理的,而用纯逻辑的理由去怀疑一个关于世界的事实性断言则是不合理的,除非这个断言是逻辑矛盾。(3)人类有可能建立起局部合理的归纳逻辑和归纳方法论。并且,归纳逻辑的这种可能性正在计算机科学和人工智能的研究推动下慢慢地演变成现实。恩格斯早就指出,“社会一旦有技术上的需要,则这种需要比十所大学更能把科学推向前进。”[④] 有人通过指责现有的归纳逻辑不成熟,得出“归纳逻辑不可能”的结论,他们的推理本身与归纳推理一样,不具有演绎的必然性。(4)人类实践的成功在一定程度上证明了相应的经验知识的真理性,也就在一定程度上证明了归纳逻辑和归纳方法论的力量。毋庸否认,归纳逻辑目前还很不成熟。有的学者指出,为了在机器的智能模拟中克服对归纳模拟的困难而有所突破,应该将归纳逻辑等有关的基础理论研究与机器学习、不确定推理和神经网络学习模型与归纳学习中已有的成果结合起来。只有这样,才能在已有的归纳学习成果上,在机器归纳和机器发现上取得新的突破和进展。[⑤] 这是一个极有价值且极富挑战性的课题,无疑在21世纪将得到重视并取得进展。
再谈模糊逻辑。现实世界中充满了模糊现象,这些现象反映到人的思维中形成了模糊概念和模糊命题,如“矮个子”、“美人”、“甲地在乙地附近”、“他很年轻”等。研究模糊概念、模糊命题和模糊推理的逻辑理论叫做“模糊逻辑”。对它的研究始于20世纪20年代,其代表性人物是L·A·查德和P·N·马林诺斯。模糊逻辑为精确逻辑(二值逻辑)解决不了的问题提供了解决的可能,它目前在医疗诊断、故障检测、气象预报、自动控制以及人工智能研究中获得重要应用。显然,它在21世纪将继续得到更大的发展。
3.广义内涵逻辑
经典逻辑只是对命题联结词、个体词、谓词、量词和等词进行了研究,但在自然语言中,除了这些语言成分之外,显然还存在许多其他的语言成分,如各种各样的副词,包括模态词“必然”、“可能”和“不可能”、时态词“过去”、“现在”和“未来”、道义词“应该”、“允许”、“禁止”等等,以及各种认知动词,如“思考”、“希望”、“相信”、“判断”、“猜测”、“考虑”、“怀疑”,这些认知动词在逻辑和哲学文献中被叫做“命题态度词”。对这些副词以及命题态度词的逻辑研究可以归类为“广义内涵逻辑”。
大多数副词以及几乎所有命题态度词都是内涵性的,造成内涵语境,后者与外延语境构成对照。外延语境又叫透明语境,是经典逻辑的组合性原则、等值置换规则、同一性替换规则在其中适用的语境;内涵语境又称晦暗语境,是上述规则在其中不适用的语境。相应于外延语境和内涵语境的区别,一切语言表达式(包括自然语言的名词、动词、形容词直至语句)都可以区分为外延性的和内涵性的,前者是提供外延语境的表达式,后者是提供内涵性语境的表达式。例如,杀死、见到、拥抱、吻、砍、踢、打、与…下棋等都是外延性表达式,而知道、相信、认识、必然、可能、允许、禁止、过去、现在、未来等都是内涵性表达式。
在内涵语境中会出现一些复杂的情况。首先,对于个体词项来说,关键性的东西是我们不仅必须考虑它们在现实世界中的外延,而且要考虑它们在其他可能世界中的外延。例如,由于“必然”是内涵性表达式,它提供内涵语境,因而下述推理是非有效的:
晨星必然是晨星,
晨星就是暮星,
所以,晨星必然是暮星。
这是因为:这个推理只考虑到“晨星”和“暮星”在现实世界中的外延,并没有考虑到它们在每一个可能世界中的外延,我们完全可以设想一个可能世界,在其中“晨星”的外延不同于“暮星”的外延。因此,我们就不能利用同一性替换规则,由该推理的前提得出它的结论:“晨星必然是暮星”。其次,在内涵语境中,语言表达式不再以通常是它们的外延的东西作为外延,而以通常是它们的内涵的东西作为外延。以“达尔文相信人是从猿猴进化而来的”这个语句为例。这里,达尔文所相信的是“人是从猿猴进化而来的”所表达的思想,而不是它所指称的真值,于是在这种情况下,“人是从猿猴进化而来的”所表达的思想(命题)就构成它的外延。再次,在内涵语境中,虽然适用于外延的函项性原则不再成立,但并不是非要抛弃不可,可以把它改述为新的形式:一复合表达式的外延是它出现于外延语境中的部分表达式的外延加上出现于内涵语境中的部分表达式的内涵的函项。这个新的组合性或函项性原则在内涵逻辑中成立。
一般而言,一个好的内涵逻辑至少应满足两个条件:(i)它必须能够处理外延逻辑所能处理的问题;(ii)它还必须能够处理外延逻辑所不能处理的难题。这就是说,它既不能与外延逻辑相矛盾,又要克服外延逻辑的局限。这样的内涵逻辑目前正在发展中,并且已有初步轮廓。从术语上说,内涵逻辑除需要真、假、语句真值的同一和不同、集合或类、谓词的同范围或不同范围等外延逻辑的术语之外,还需要同义、内涵的同一和差异、命题、属性或概念这样一些术语。广而言之,可以把内涵逻辑看作是关于象“必然”、“可能”、“知道”、“相信”,“允许”、“禁止”等提供内涵语境的语句算子的一般逻辑。在这种广义之下,模态逻辑、时态逻辑、道义逻辑、认知逻辑、问题逻辑等都是内涵逻辑。不过,还有一种狭义的内涵逻辑,它可以粗略定义如下:一个内涵逻辑是一个形式语言,其中包括(1)谓词逻辑的算子、量词和变元,这里的谓词逻辑不必局限于一阶谓词逻辑,也可以是高阶谓词逻辑;(2)合式的λ—表达式,例如(λx)A,这里A是任一类型的表达式,x是任一类型的变元,(λx)A本身是一函项,它把变元x在其中取值的那种类型的对象映射到A所属的那种类型上;(3)其他需要的模态的或内涵的算子,例如€,ù、ú。而一个内涵逻辑的解释,则由下列要素组成:(1)一个可能世界的非空集W;(2)一个可能个体的非空集D;(3)一个赋值,它给系统内的表达式指派它们在每w∈W中的外延。对于任一的解释Q和任一的世界w∈W,判定内涵逻辑系统中的任一表达式X相对于解释Q在w∈W中的外延总是可能的。这样的内涵逻辑系统有丘奇的LSD系统,R·蒙塔古的IL系统,以及E·N·扎尔塔的FIL系统等。[⑥]
在各种内涵逻辑中,认识论逻辑(epistemic logic)具有重要意义。它有广义和狭义之分。广义的认识论逻辑研究与感知(perception)、知道、相信、断定、理解、怀疑、问题和回答等相关的逻辑问题,包括问题逻辑、知道逻辑、相信逻辑、断定逻辑等;狭义的认识论逻辑仅指知道和相信的逻辑,简称“认知逻辑”。冯·赖特在1951年提出了对“认知模态”的逻辑分析,这对建立认知逻辑具有极大的启发作用。J·麦金西首先给出了一个关于“知道”的模态逻辑。A·帕普于1957年建立了一个基于6条规则的相信逻辑系统。J·亨迪卡于60年代出版的《知识和信念》一书是认知逻辑史上的重要著作,其中提出了一些认知逻辑的系统,并为其建立了基于“模型集”的语义学,后者是可能世界语义学的先导之一。当今的认知逻辑纷繁复杂,既不成熟也面临许多难题。由于认知逻辑涉及认识论、心理学、语言学、计算机科学和人工智能等诸多领域,并且认知逻辑的应用技术,又称关于知识的推理技术,正在成为计算机科学和人工智能的重要分支之一,因此认知逻辑在20世纪中后期成为国际逻辑学界的一个热门研究方向。这一状况在21世纪将得到继续并进一步强化,在这方面有可能出现突破性的重要结果。
4.对自然语言的逻辑研究
对自然语言的逻辑研究有来自几个不同领域的推动力。首先是计算机和人工智能的研究,人机对话和通讯、计算机的自然语言理解、知识表示和知识推理等课题,都需要对自然语言进行精细的逻辑分析,并且这种分析不能仅停留在句法层面,而且要深入到语义层面。其次是哲学特别是语言哲学,在20世纪哲学家们对语言表达式的意义问题倾注了异乎寻常的精力,发展了各种各样的意义理论,如观念论、指称论、使用论、言语行为理论、真值条件论等等,以致有人说,关注意义成了20世纪哲学家的职业病。再次是语言学自身发展的需要,例如在研究自然语言的意义问题时,不能仅仅停留在脱离语境的抽象研究上面,而要结合使用语言的特定环境去研究,这导致了语义学、语用学、新修辞学等等发展。各个方面发展的成果可以总称为“自然语言逻辑”,它力图综合后期维特根斯坦提倡的使用论,J·L·奥斯汀、J·L·塞尔等人发展的言语行为理论,以及P·格赖斯所创立的会话含义学说等成果,透过自然语言的指谓性和交际性去研究自然语言中的推理。
自然语言具有表达和交际两种职能,其中交际职能是自然语言最重要的职能,是它的生命力之所在。而言语交际总是在一定的语言环境(简称语境)中进行的,语境有广义和狭义之分。狭义的语境仅指一个语词、一个句子出现的上下文。广义的语境除了上下文之外,还包括该语词或语句出现的整个社会历史条件,如该语词或语句出现的时间、地点、条件、讲话的人(作者)、听话的人(读者)以及交际双方所共同具有的背景知识,这里的背景知识包括交际双方共同的信念和心理习惯,以及共同的知识和假定等等。这些语境因素对于自然语言的表达式(语词、语句)的意义有着极其重要的影响,这具体表现在:(i)语境具有消除自然语言语词的多义性、歧义性和模糊性的能力,具有严格规定语言表达式意义的能力。(ii)自然语言的句子常常包含指示代词、人称代词、时间副词等,要弄清楚这些句子的意义和内容,就要弄清楚这句话是谁说的、对谁说的、什么时候说的、什么地点说的、针对什么说的,等等,这只有在一定的语境中才能进行。依赖语境的其他类型的语句还有:包含着象“有些”和“每一个”这类量化表达式的句子的意义取决于依语境而定的论域,包含着象“大的”、“冷的”这类形容词的句子的意义取决于依语境而定的相比较的对象类;模态语句和条件语句的意义取决于因语境而变化的语义决定因素,如此等等。(iii)语言表达式的意义在语境中会出现一些重要的变化,以至偏离它通常所具有的意义(抽象意义),而产生一种新的意义即语用涵义。有人认为,一个语言表达式在它的具体语境中的意义,才是它的完全的真正的意义,一旦脱离开语境,它就只具有抽象的意义。语言的抽象意义和它的具体意义的关系,正象解剖了的死人肢体与活人肢体的关系一样。逻辑应该去研究、理解、把握自然语言的具体意义,当然不是去研究某一个(或一组)特定的语句在某个特定语境中唯一无二的意义,而是专门研究确定自然语言具体意义的普遍原则。[⑦]
美国语言学家保罗·格赖斯把语言表达式在一定的交际语境中产生的一种不同于字面意义的特殊涵义,叫做“语用涵义”、“会话涵义”或“隐涵”(implicature),并于1975年提出了一组“交际合作原则”,包括一个总则和四组准则。总则的内容是:在你参与会话时,你要依据你所参与的谈话交流的公认目的或方向,使你的会话贡献符合这种需要。仿照康德把范畴区分为量、质、关系和方式四类,格赖斯提出了如下四组准则:
(1)数量准则:在交际过程中给出的信息量要适中。
a.给出所要求的信息量;
b.给出的信息量不要多于所要求的信息量。
(2)质量准则:力求讲真话。
a.不说你认为假的东西,。
b.不说你缺少适当证据的东西。
(3)关联准则:说话要与已定的交际目的相关联。
(4)方式准则:说话要意思明确,表达清晰。
a.避免晦涩生僻的表达方式;
b.避免有歧义的表达方式;
c.说话要简洁;
d.说话要有顺序性。[⑧]
后来对这些原则提出了不少修正和补充,例如有人还提出了交际过程中所要遵守的“礼貌原则”。只要把交际双方遵守交际合作原则之类的语用规则作为基本前提,这些原则就可以用来确定和把握自然语言的具体意义(语用涵义)。实际上,一个语句p的语用涵义,就是听话人在具体语境中根据语用规则由p得到的那个或那些语句。更具体地说,从说话人S说的话语p推出语用涵义q的一般过程是:
(i)S说了p;
(ii)没有理由认为S不遵守准则,或至少S会遵守总的合作原则;
(iii)S说了p而又要遵守准则或总的合作原则,S必定想表达q;
(iv)S必然知道,谈话双方都清楚:如果S是合作的,必须假设q;
(v)S无法阻止听话人H考虑q;
(vi)因此,S意图让H考虑q,并在说p时意味着q。
试举二例:
(1)a站在熄火的汽车旁,b向a走来。a说:“我没有汽油了。”b说:“前面拐角处有一个修车铺。”这里a与b谈话的目的是:a想得到汽油。根据关系准则,b说这句话是与a想得到汽油相关的,由此可知:b说这句话时隐涵着:“前面的修车铺还在营业并且卖汽油。”
【关键词】网络学习共同体;教育技术能力;教师培训
【中图分类号】G40-057【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)06―0144―05
为提高广大中小学教师的教育技术能力水平,促进教师专业发展,配合基础教育新课程改革和“农村中小学现代远程教育计划”的实施,根据“全国中小学教师教育技术能力建设计划”项目的总体安排,目前,我国正在全面推进中小学教师教育技术能力的培训、考试、认证工作。2009年7月,笔者参与了河南省周口市中小学骨干教师教育技术能力培训的教学工作。在培训过程中,笔者结合学员的信息技术技能状况和学习需要,对基于网络学习共同体开展教育技术能力培训的操作模式和过程进行了初步的探索和实践。
一 我国中小学教师教育技术能力培训的实践困境
近年来,广大学者、教师以及各级培训机构围绕教育技术能力培训的模式、方法和过程等开展了大量的实践探索,在一定程度上促进了我国中小学教师教育技术能力培训。如有学者、教师构建了“以指导教学实践为目的的培训模式”、“混合学习培训模式”等操作模式,采用“案例教学”、“任务驱动”等培训方法,利用Blog、Diigo等信息技术工具开展培训等,虽然取得了一定的效果,但从总体来看,我国中小学教师教育技术能力培训的效果并不理想,个别地区甚至流于形式,造成人力资源和教学资源的巨大浪费。笔者通过深入调查,并走访培训教师、学员以及培训机构,对培训实践中存在的问题进行了深层次的调研和分析,发现以下四个方面的问题较为突出:
1 不利于情感分享和能力培养
从当前的培训模式来看,大多数培训仍然采用“理论+上机实践”的模式,即由专门的教师负责讲授理论知识,另有实验教师指导“一人一机”的上机实践。这种培训模式存在的缺陷是理论与实践严重脱节,漠视学员的主体地位,缺乏紧密结合中小学教学实践的应用案例,虽然有利于知识的系统传授,但不利于学员之间的情感分享和能力培养,难以适应教育技术能力培训的需要。
2 学员的学习兴趣不高
当前实施的教育技术能力培训,学员的学习兴趣普遍不高,应付现象较为普遍。其中固然有参加培训并非学员的内在需要等原因,更重要的原因是,一方面,培训内容与实践严重脱节,学员不知道所学的内容在教学实践中如何应用;另一方面,教育技术能力状况参差不齐,相当一部分学员虽有想通过培训提升个人技能和素质的主观愿望,但由于在培训过程中遇到困难时,不能及时得到有效地指导和帮助,学习兴趣逐渐弱化。
3 后续跟踪指导和支持比较薄弱
新一轮的教育技术能力培训,是涉及全国上千万中小学教师的全员培训,参训教师数量多,培训周期长、任务重。从目前的开展情况来看,大多数培训都是“一次终结式”培训,后续的跟踪指导和支持服务比较薄弱[1],没有建立促进教育技术能力培训和运用的长效机制。
4 缺乏促进群体共同发展的培训机制
开展中小学教师教育技术能力培训的根本目的就是促进教师专业发展。要促进教师专业发展,不仅要重视个体的发展,更要关注群体的共同发展。当前,培训教师、培训机构都能意识到学员个体发展的重要性,但现行的培训模式对促进学员群体共同发展的支持还不够,促进群体共同发展的机制也不健全。
二 网络学习共同体的内涵及其对该能力培训的价值
(一)相关概念的内涵
1 学习共同体的内涵
目前,教育界对“学习共同体”的内涵的研究日益丰富,但未能形成统一认识。我国学者郑葳认为,学习共同体是指一群有着共同的目标、观念和信仰的人,在相互协商形成的规则的规范和分工下,采取适宜的活动方式相互协作,运用各种学习工具和资源共同建构知识,解决共同面临的复杂问题,由此构成的一种学习的生态系统,主要由学习主体(包括个体的或群体的学习者)、目标、课程知识、工具及资源、规则、学习活动分工及学习的情境等要素组成。[2]
笔者比较赞成上述观点,倾向于把“学习共同体”界定为一种学习环境。在这种学习环境中,成员之间相互信任、尊重、民主平等,在知识共享和同伴支持基础上,通过参与交流、协作、反思等活动,在完成特定学习任务的同时形成解决复杂问题的能力。作为一种学习环境,学习共同体可以增进学习者之间的信息交流与协作,提高群体努力的满意度,从而实现以个体发展促进群体的共同发展和共同体的完善。
2 网络学习共同体的内涵
基于上述对“学习共同体”的内涵的理解和认识,笔者认为,网络学习共同体可以看作是一个由学习者和助学者等共同构成的,根据特定的规则和分工,共同学习、讨论、协作和交流,运用各种学习工具和资源共同建构知识,共同解决面临的复杂问题的虚拟学习环境或学习社区。在共同体中,学习活动以问题解决及项目研习为学习模式。学习活动不以课节为单元,不以教师解说为主,而以学习者、辅导者及其助学者就某个特定问题进行讨论与互动,分享经验与专业知识的团队学习活动为主,其最终的目标是学习共同体成员一起建构属于他们的知识系统[3]。
(二)网络学习共同体对教育技术能力培训的价值
网络学习共同体作为一种以网络技术为支撑的虚拟学习环境,强调信息技术工具、学习资源为培养学习者的问题解决能力,促进学习者发展服务,关注共同体成员、资源、工具、活动等要素以及它们之间关系的变化,为基于问题学习、协作知识建构、凝聚集体智慧、促进群体共同发展提供了良好条件[4]。
有研究表明,当学习发生在众多学习者构成的学习共同体中时,学习效果显著。通过上述分析,笔者认为,利用网络学习共同体开展中小学教师教育技术能力培训,具有重要价值:a 有利于情感分享和能力培养。开展教育技术能力培训的目标是提高教师的教育技术能力水平,促进教师专业发展。在网络学习共同体中,通过问题解决、项目研习等形式,全体成员共同讨论、协作、交流与互动,分享经验与专业知识,解决面临的复杂问题,有利于情感分享和问题解决能力的培养;b 有利于增强学员的学习兴趣。学员在“网络学习共同体”中参与学习,一方面能意识到自身对于团体的责任与重要性,自尊和归属得到满足,另一方面,当学习过程中遇到困难时,能及时得到指导和帮助,从而逐渐增强学习兴趣;c 有利于后续跟踪指导和帮助。借助网络学习共同体,培训教师和学员可以定期开展应用交流活动,分享各自拥有的资源和经验,讨论解决在教学实践中遇到的困难和问题;d 有利于促进群体的共同发展。从资源分享的角度看,网络学习共同体是一个凝聚集体智慧的经验分享型学习环境,可有效促进学习主体之间相互学习、共同实践、共同成长。
三 基于网络学习共同体开展培训的实践
从理论上讲,利用网络学习共同体开展教育技术能力培训可有效解决当前我国中小学教师教育技术能力培训实践中存在的问题。笔者结合自身培训工作实践,详细介绍基于网络学习共同体的中小学教师教育技术能力培训的操作模式及过程。
(一)培训模式建构
为更好地指导培训工作的开展,确保达到预期培训目标,笔者认为,“基于网络学习共同体的中小学教师教育技术能力培训模式”必须体现先进的教与学理论、适应学员的特征和学习需要、有利于能力培养和促进群体共同发展、有利于充分发挥网络学习共同体的优势等。根据上述要求和网络学习共同体的关键要素[5],建构基于网络学习共同体的中小学教师教育技术能力培训模式如下图所示:
从上图可以看出,围绕网络学习共同体开展的“共同活动”是该模式的核心,这也是基于网络学习共同体的教育技术能力培训的显著特点。学习共同体的所有成员(包括培训教师和学员),在各种资源(包括数字化资源和人力资源)和技术工具(包括通讯交流工具、协作工具以及认知工具等)的支持下,根据由培训目标和培训内容决定的培训主题,通过开展以学习、讨论、交流、协作和反思等为内容的“共同活动”,完成对培训内容的意义建构,逐步形成解决复杂问题的能力。在活动过程中,需开展以考查学员在学习过程中的表现,包括自学能力、小组合作学习表现、作业能力等为内容的过程性评价。活动结束后,还要开展以考查学员独立使用相关知识与技能解决具体问题(如完成一节信息技术与课程整合的教学设计方案,并予实施或展示)的表现情况为内容的总结性评价。最后,根据评价结果,对培训全过程进行必要的修改和完善。
(二)培训过程探索
1 前端分析
(1)培训目标分析
以《中国中小学教师教育技术能力标准(试行)》为依据,根据河南省农村中小学现代远程教育工程的应用需要,本次中小学骨干教师教育技术能力培训的目标定位在:全面提升学员的教学设计能力与信息化教学资源的设计和开发能力,为促进信息技术与中小学学科教学的有效整合、提高教师专业化发展水平奠定理论、方法和技术基础。具体来说,通过约50个学时的培训后,学员应能做到:a了解教育技术、教育技术能力、信息技术与课程整合、教师专业发展等基本概念;b掌握教学设计的过程及其关键环节;c能利用相关概念和原理,完成一节课或一个专题的信息技术与课程整合的教学设计方案,并予实施或展示;d掌握常用媒体的特点以及其对教与学的支持作用;e能熟练操作网络工具搜集教学资源,运用多媒体工具对文本、图片、声音、动画等进行简单处理,运用简单的课件制作工具或网页制作工具整合教学资源。
(2)学员特征和学习需要分析
参加本次培训的学员共有30名,其中语文、数学、外语教师各10名,来自河南省周口市下辖的两县一区的城镇中小学。调查发现,学员具备基本的计算机操作能力,经常使用网络搜索信息,对Word、Powerpoint等软件比较熟悉,但对Flash、Dreamweaver等软件的掌握程度不高,对教育技术能力、信息技术与课程整合、教师专业发展等概念的理解也比较模糊。从学员自身来看,他们具有明确的学习目标,对培训内容具有浓厚的兴趣,对通过培训提高教学技能和促进个人发展的愿望比较强烈。
(3)教材分析
本次培训使用的教材是由北京师范大学何克抗教授编写的《教育技术培训教程》(教学人员版•初级),主要包括教学设计方案、教学媒体选择、教学资源收集与整合、教学设计成果、主题(单元)教学设计、教学设计的实施与评价等内容,同时配套有教学光盘和网络教学平台。该教材以教学设计的过程与方法为主线,以完成一节信息技术与课程整合的教学设计方案为真实任务,充分运用信息技术支持教师的教和学生的学,强调任务驱动、能力培养,突出实际操作。
2 建立学习共同体
根据学员的学科知识背景分布情况,为最大程度地发挥网络学习共同体的优势,我们将学员分为语文组、数学组和外语组,每组10人,并推选1名负责人。然后,按分组情况建立三个“学习共同体”,教师和小组负责人为共同体的领导者,负责指导、组织、监督“共同活动”的情况。事实上,这只是“学习共同体”在形式上的建立,要成为真正意义上的“学习共同体”,还需经过一定的“共同活动”和实践历练。
另外,为确保共同体成员可以进行讨论、交流、协作,共同建构知识,同时提供了支持学习活动的技术工具和资源,如我们自行开发的“教育技术能力培训网络平台”;Baidu、Google等资源搜索工具;E-mail、QQ等通信工具;Diigo、概念图(Concept map)等认知工具以及各种数字化学习资源等。全体学员熟悉网络教学平台、信息技术工具和相关软件的操作和使用方法,为顺利实施培训活动做好准备。
3 确定培训主题
“培训主题”是共同体活动目标的焦点和引领物,由共同体组织者发起或受到广大成员共同关注[6],由培训目标和培训内容共同决定。在“共同活动”开始前,“学习共同体”的成员在培训教师的指导下,根据培训目标和个人学习需要,结合学科知识和教学实践,确定若干主题。如数学组确定了这样一个主题:通过观摩小学五年级数学“图形面积计算与应用”教学案例,体会信息技术在课堂教学中的应用效果,通过交流、讨论和协作,总结概括出促进信息技术与小学数学教学有效整合的策略,并在此基础上,开展信息技术与课程整合的教学方案设计和实践。
需要说明的是,考虑到不同学科的特殊要求,各共同体选定的培训主题可能不尽相同,但无论什么类型的主题,都必须有利于达到培训目标和体现培训内容。
4 开展共同活动
“共同活动”是凝聚共同体成员的过程体验,把共同体从“资源集散地”向“交互参与场所”转变的关键[7],是基于网络学习共同体的教育技术能力培训全过程的核心。“共同活动”要突出能力培养和促进群体共同发展的指导思想,以事先确定的“培训主题”为内容。共同体成员根据特定的规则和分工,充分利用各种资源和信息技术工具,采取任务驱动、案例观摩、课题研究、课例讨论等方式开展“成员互动学习”、“个人自主学习”等,并通过交流、展示活动成果,最终形成对“培训主题”的全面理解和掌握。
下面,笔者以语文组确定的观摩“开天辟地”教学案例这一主题为例,介绍网络学习共同体中“共同活动”的开展情况。
(1)活动前,培训教师认真观摩案例,找到案例中的关键性问题并预测活动过程中可能出现的状况。
(2)借助网络培训平台等相关工具及教学资源,共同体全体成员观摩“开天辟地”一课的教学案例,培训教师视情况给予必要的指导和提示。
(3)案例观摩后,培训教师提出如下问题:
a 信息技术的运用是否适合当前的教学目标、教学内容与学习者的特征和需要?信息技术起到了怎样的作用?
b 案例中信息技术的运用可能会对学生产生哪些不利影响?如果您作为教师,应当如何合理地运用信息技术,实施信息技术与课程整合?
c案例中教师是如何促进学生学习的?请您从资源库、技术支持、教师辅导和同伴协作等方面考虑是否合理?
(4)在培训教师的指导下,学员利用网络培训平台、信息技术工具和资源围绕上述问题开展讨论、交流,并通过共同体成员之间的协作,总结概括出问题的答案。
(5)学员选择感兴趣的内容,在培训教师的指导和共同体成员的互助下,开展信息技术与课程整合教学方案设计,进行教学实践或展示设计成果。
(6)借助相关技术工具介绍个人实践或展示设计成果,共同体成员进行评价讨论,相互学习、相互促进、共同提高。
5 培训评价
培训评价是教育技术能力培训的重要环节,一般包括过程性评价和总结性评价。教育技术能力培训评价要以培训目标为指导,根据培训内容,采取多种形式和方法,注重对“信息技术与课程整合的教学设计能力、信息化教学资源的设计和开发能力”的评价,淡化单纯的“知识考查”。
在本次培训中,过程性评价主要考查学员在“共同活动”过程中的表现,如自学能力、小组合作学习表现、作业能力等,评价结果由培训教师点评、共同体内部其他成员评价、个人自评和由网络平台记录的成员活动情况等决定,同时及时向学员反馈意见。总结性评价则是考核学员运用所学知识解决具体教学问题的能力,一般是学员展示一节信息技术与课程整合的教学设计方案或开展一堂信息技术与课程整合的教学,由培训教师和共同体其他成员做出等级评判。
6.修改和完善
开展培训效果评价(包括过程性评价和总结性评价),目的是为了了解和掌握“共同活动”情况、技术工具和资源对“共同活动”的支持情况以及培训效果等。同时根据评价结果,对培训目标、培训内容、培训方法,技术工具和资源支持,共同体成员的互动方式等进行调整和完善,保证网络学习共同体的良性运转,从而提高培训的质量和效果。
四 培训总结与反思
为了解本次教育技术能力培训的效果以及存在的问题和不足,为后续培训提供可借鉴的经验。培训结束后,我们对参加培训的30名学员进行了调查。结合调查结果和个人教学体会,笔者对本次培训进行了总结和反思。
1 培训模式较为新颖,对学员的操作技能要求较高
学员普遍认为,基于网络学习共同体的培训模式比较新颖,有利于提高学员的学习兴趣、培养解决问题的能力、成员之间相互学习和共同提高;同时,也有不少学员认为该模式对操作技能的要求较高,受自身的信息技术水平的制约,活动过程中虽有其他成员的协助,但部分学员仍疲于应付,影响了培训效果。
事实上,由于培训中“共同活动”的开展大都依赖于网络培训平台、信息技术工具和数字化资源,所以对学员的操作技能要求相对较高。本次培训周期较短,内容丰富,任务繁重,不可能专门进行信息技术操作技能的培训。对于信息技术水平较低的学员,在培训过程中,一般由培训教师和共同体内部的其他成员进行指导和帮助,但效果不甚理想。针对这种情况,笔者经过反思后设想,若将该培训模式在教育技术能力中级培训或高级培训中加以应用,效果可能会更佳。
2 培训内容须紧密结合实践,培训方法应多样化
“理论与实践脱节”是当前教育技术能力培训存在的突出问题之一。为避免陷入这一误区,本次培训的主题都是根据培训目标、培训内容以及中小学教学实践精心选定的,如上述“开天辟地”、“图形面积计算的应用”教学案例等。不少学员认为本次培训的内容与教学实践的联系较为紧密,将理论、技术与应用有机结合起来,学员切实体验到如何将理论与技术应用于教育教学实践,学会了将之迁移到自己教学中去的方法,对于提升个人的教学技能具有一定的促进作用。
另外,还有不少学员认为本次培训采取以“共同活动”为载体,在相互讨论、交流、协作中培养教育技术能力的培训方法,符合教育技术能力培训的内在要求,有利于能力的培养。遗憾的是,由于培训时间和学员信息技术水平的制约,培训中主要采用了“案例观摩”方法,而“任务驱动”和“课题研究”等方法只是简要介绍,并没有付诸实施。对此,笔者认为,应综合考虑培训目标、培训内容和学习者特征等因素,在条件允许的情况下,将多种培训方法有机结合,取长补短,从而提高培训的质量和效率。
3 实现“跟踪指导和支持”,“促进群体共同发展”存在困难
提供高质量的“跟踪指导和支持”,“促进群体共同发展”是基于网络学习共同体培训模式的特色,也是应对当前我国教育技术能力培训实践中存在的问题的有力“武器”。
通过培训,大部分学员认为自身的教学设计能力、信息化资源的设计和开发能力有了一定程度的提高,但是仍然不是很熟。因此,不少学员担心在教学应用中遇到困难时,无法得到及时有效的指导和帮助。从理论上讲,通过网络学习共同体可以建立教育技术能力培训后续跟踪指导和支持机制,借助相应的硬件设施和技术工具,培训教师和学员可以定期开展应用交流活动,分享各自拥有的资源和经验,学科背景相近的学员还可以进行深层次的协作,从而促进全体成员(包括培训教师)之间相互学习、共同提高,实现“以个体发展带动群体共同发展”的目标。但从现实情况看,由于硬件设施建设参差不齐、教学(学习)资源缺乏、网络培训平台建设落后等因素的制约,要实现及时有效的后续跟踪指导和支持,促进学员群体共同发展还存在困难。这些都需要在以后的教育技术能力培训实践中不断加以改进和完善。
基于网络学习共同体开展中小学教师教育技术能力培训,既包括笔者对当前我国教育技术能力培训现状的理性思考,也包括对教育技术能力培训的实践探索和尝试。本次培训虽然取得了一定成效,但也存在着问题和不足。事实上,在当前基础教育信息化区域建设不均衡、培训教师力量薄弱、高质量的教学(学习)资源匮乏的情况下,在全国范围内开展涉及上千万中小学教师的教育技术能力培训,存在一些问题和不足是正常的。我们有理由相信,随着基础教育信息化建设的全面推进以及农村中小现代远程教育工程的实施应用,教育技术能力培训的意义和价值会更加凸显、方式和方法会更加科学、技术和手段会更加先进、效果和质量会更加优化、体制和机制会更加完善,对促进我国基础教育跨越式发展的贡献也将越来越大!
参考文献
[1] 张运卉,张丽.学习共同体:教师培训模式的理论与实践[J].中小学教师培训,2007,(7):15-16.
[2] 郑葳.学习共同体――文化生态学习环境的理想架构[M].北京:教育科学出版社,2007.
[3] 王陆.虚拟学习社区原理与应用[M].北京:高等教育出版社,
2004.
一、运用地理实证材料开展地理德育的原则
1. 理论联系实际原则。源自学生生活实践的素材有利于引导学生主动关注身边的地理现象和反省自身平时的行为习惯,提高人文素养。例如,学生去厦门周边的生态农业园开展社会实践,教师可以引导学生思考当地农作物、民居和饮食习惯与自然环境的关系,开展地理美育,让学生感受人类生产生活与自然和谐之美,既放松心情又提升人文素养。
2. 直观性原则。依据课标要求选材,材料要符合学生认知规律。例如城市学生对河流地貌感到很抽象,教师可以剪辑来自CCTV 10《地理・中国》栏目的影视资料《“蛇曲”幻影》,选取的视频资料形象直观,能化抽象为形象,有助于提高学生探索地理问题的热情。
3. 典型性原则。材料展示的地理现象形成过程应具有探究性,能揭示地理原理与规律。原因分析应具有一定悬念,有助于开展探究。
4.新颖性原则。地理素材要有时代感,能引导学生关注国际热点和中国当下经济建设热点和环境问题。
5.师生互动原则。材料运用过程中要避免借助多媒体技术大容量满堂灌。
二、基于网络技术收集高中地理实证材料的途径
高中地理实证材料有源自学生科技创新大赛或研究性学习成果以及社会实践的所思所感,源自热播或经典影视,源自学科专业网站、权威期刊论文或媒体文章,源自课堂、微信、QQ、微博互动交流产生的新资源。
现在越来越多的学生拥有了手机,教师可以引导学生利用手机学地理:告诉学生一些与地理有关的微信公众号,如“中国国家地理”“旅游地理”;建立微信流地理学习心得,依据交流情况给予学生一定奖励,对提供地理信息最有用的学生授予“信息高手”称号,对善于点评、总结反思的学生授予“学习之星”称号等。
三、基于网络环境的地理德育实证研究
以人教版必修1“合理利用水资源”为例,本节课主要是通过三个活动任务驱动,达成本节学习目标。
活动1:新课导入。交流前置作业――“以色列水资源利用”,学生展示用手机下载的优酷视频“以色列滴灌农业”的视频剪辑。学生在了解以色列高科技农业的同时,认识到可持续发展需要科学发展观,也需要科技支撑。
活动2:运用学生科技创新大赛获奖作品 “湖清淤设想”启迪学生思考如何保护水资源。学生可以上网收集湖相关资料,整合资源,发表自己的观点。通过对当地厦门岛内最大水域――湖水污染防治这一问题的研究,可以帮助学生形成正确的环境观、发展观,并推动课外地理学习研究和青少年科技创新活动的进一步开展。学生在由课堂向课外延伸的学习思考过程中生成的资源是德育的宝贵素材,源于学生,用于学生。特别是同学中的奇思妙想竟然获奖,这极大鼓舞了学生勇于探索的精神。这些青少年科技创新大赛素材是中学地理实证教学资源的来源之一,运用这些素材有利于在课堂中导入校本化的探究性学习。
活动3:联系教材素材 “沙特拖用南极冰山解决淡水危机设想”,引导学生收集资料,课前利用微信群小组交流,然后在课堂上进行组际交流。学生探究该设想的可行性,如果可行,引导学生分析运输冰山之前必须解决的技术问题有哪些;运用已有的洋流相关知识,分组设计运送冰山的路线。这有利于激发学生探究问题的兴趣,引导学生联系相关知识,解决问题,培养学生的创造性思维,同时引导学生自主学习,学会合作学习,通过分析反思毁坏冰山对全球环境造成的影响,培养综合反思和批判能力。通过类似科学研究的方法,培养求实的科学精神和严谨的科学态度。在探究如何利用南极冰山解决沙特缺水问题的过程中,充分发挥了学生的想像力;设计运送冰山路线,又可以巩固洋流分布规律知识。通过该活动,学生深刻认识到合理利用水资源要因地制宜,开源节流。
【关键词】 慢性心力衰竭; 脑钠尿肽; 美托洛尔
The Effect of Metoprolol on Plasma of Brain Natriuretic Peptides(BNP),and the Left Ventricular Function in Patients with Chronic Heart Failure
Abstract: Objective: To investigate the effects of metoprolol on cardiac neuroendocrine system and the left ventricular function in patients with chronic heart failure(CHF).Method: 30 CHF patients were randomly assigned to receive metoprolol or control in addition to standard therapy for a total of 3 months. Plasma levels of brain natriuretic peptides(BNP) were measured by radioimmunoassay and immunoradiometric assay in these patients before and after treatment.Doppler echocardiography was performed to evaluate left ventricular function .Effects of metoprolol were assessed by changes of plasma levels of natriuretic peptides,left ventricular function before and after treatment.Results:①After 3 months optimized treatment,BNP plasma levels decreased in all two groups,there was significant difference of BNP changes between patients who received metoprolol and those without.②In patients receiving metoprolol,there was an improvement of NYHA class.Conclusion: Patients treated with metoprolol in addition to the standard therapy for CHF show beneficial effects on left ventricular function within 3 months。
Key words: Chronic heart failure; Brain natriuretic peptide; Metoprolol
众所周知,CHF不是一个不可逆的心脏病终末过程。其治疗关键是阻断神经内分泌激活。而美多洛尔的应用是主要手段之一。大量研究表明,血浆B型钠尿肽(BNP)水平是左室收缩及舒张功能不全患者筛选,疗效评估及预后的一个有效指标。因此,本研究旨在探讨美多洛尔在慢性心衰中对BNP、心功能的影响。
1 资料与方法
1.1 对象:2005年7月至2006年2月本院门诊及住院患者30例。入选前未用美托洛尔,CHF诊断按Framingham标准。心功能按NYHA标准分级。随机分为:基础组(16例),美托洛尔组(14例)其临床特征见表1。均除外3个月之内的心肌梗死,心瓣膜病,肥厚性心肌病,慢性肾功能不全,慢性阻塞性肺病,糖尿病,心率<60次/min,Ⅱ~Ⅲ度房室传导阻滞,收缩压<100mmHg,支气管哮喘,性低血压等。
表1 入选患者临床特征(略)
1.2 方法:两组分别给予相应治疗,治疗前后随访并测BNP水平和心功能评估。
1.2.1 治疗方法:①基础组:予血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)、利尿剂、洋地黄制剂等。②美托洛尔组:同基础组并加用倍他乐克6.25mg Bid。如病情稳定,剂量增至12.5mg Bid。2~4月后逐渐增量至25~50mg Bid 达最大耐受量后维持治疗。观察期3个月。
1.2.2 BNP测定:取静脉血用1g/L 的乙二胺四乙酸二钠(EDTA—NA2)抗凝,并用400MIUA的抑制肽酶活性,用自动α免疫计数器低温离心机将全血离心(速度为4500r/min)后立即分离出血浆置入-20℃低温保存。由实验室技师将血样本统一LJJJ 编号后测试。血浆BNP放射免疫分析测定盒购自美国凤凰公司。
1.3 统计学处理:所测数据以±s表示。组间采用t(或较正t)检验与方差分析,P<0.05表示差别有显著性。
2 结 果
2.1 随访与用药情况:二组均完成3个月治疗及随访。美托洛尔组用量12.5~50mg/d。
2.2 BNP水平变化:两组患者治疗后血浆BNP水平较治疗前明显下降(P <0.05)。基础组与美托洛尔组间血浆BNP下降程度差异明显(P<0.05)。
表2 两组治疗前后BNP水平的变化(略)
2.3 心功能变化:NYHA心功能分级基础组治疗前Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ为0/7/9/0。治疗后为0/10/6/0无明显变化(P>0.05);美托洛尔组治疗前Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ为0/6/8/0,治疗后改善为4/6/4/0(P<0.05)。
表3 两组治疗前后血浆BNP水平下降百分率比较(略)
[关键词] 重组粒细胞集落刺激因子;再生障碍性贫血;感染;免疫功能
[中图分类号] R556 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2016)09(b)-0060-04
[Abstract] Objective To explore the effects of recombinant human granulocyte colony stimulating factor (rhG-CSF) on immune function in patients with aplastic anemia (AA) complicted with infection. Methods The data of 140 cases of patients with AA complicted with infection in Hainan Provincial People's Hospital from January 2011 to June 2014 were retrospective analyzed. There were 72 patients treated with rhG-CSF combined with Cyclopsorin, taken as the experimetal group; and the other 68 cases of patients only treated with Cyclopsorin were taken as the control group. The therapeutic effect, mortality related to infection, rates of clonal evolution and changes of peripheral blood cells and T cell subsets levels of the two groups after treatment were compared. Results The total effective rate of the experimetal group wa significantly higher than that of the control group (P < 0.05). The mortality related to infection of the experimetal group was lower and the rate of clonal evolution was higher than those of the control group, but there were no significant differences between the two groups (P > 0.05). In the experimetal group, after treatment the WBC, PLT, Hb levles increased, CD3+and CD4+ levels decreased and CD8+ level increased than those of before treatment, with statistically significant differences (P < 0.05); while those indexes of the experimetal group were all significantly improved than the control group (P < 0.05). Conclusion The treatment effect of rhG-CSF in patients with AA complicted with infection is remarkable, with low infection rate, which can promote the recovery of immune function, safe and reliable, and it is worthy of clinical reference.
[Key words] Recombinant human granulocyte colony stimulating factor; Aplastic anemia; Infection; Immune function
再生障碍性贫血(aplastic anemia,AA)是血液系统较为常见的恶性疾病,多见于儿童群体,主要是由于多种因素引起的骨髓造血功能障碍,其特征为外周血全血细胞减少,故AA多合并感染的发生,会进一步对造血功能产生较大损害[1]。主要临床表现为贫血、感染、出血、发热等,若不及时治疗,对患者健康造成严重影响,甚至危及其生命。因此,采取合理有效的治疗措施,以防治感染、促进造血功能恢复显得尤为重要。重组人粒细胞集落刺激因子(recombinant human granulocyte colony stimulating factor,rhG-CSF)是机体的造血因子之一,对增强中性细胞功能及促进造血干细胞增殖具有重要作用[2-3]。为探讨rhG-CSF对AA并感染患者免疫功能的影响,本研究将海南省人民医院(以下简称“我院”)收治的AA并感染患者140例作为研究对象,对其进行rhG-CSF治疗,取得满意效果,现报道如下:
1 资料与方法
1.1 一般资料
回顾性调查分析2011年1月~2014年6月我院收治的140例再生障碍性贫血并感染患者资料。入选标准:①符合《内科学》中关于AA的临床诊断标准[4];②由临床症状、病理检查等确诊;③无精神疾病史。排除标准:①对免疫抑制剂或激素过敏者;②合并有高血压、糖尿病等其他非感染性疾病者;③有严重肝肾功能障碍者;④妊娠及哺乳期妇女。将140例患者按治疗方式分为实验组(72例)和对照组(68例),实验组男43例,女29例;年龄23~49岁,平均(32.6±7.8)岁;上呼吸道感染19例,肺部感染14例,口腔黏膜感染13例,胃肠道感染12例,败血症14例。对照组男41例,女27例;年龄21~46岁,平均(31.8±7.6)岁;上呼吸道感染17例,肺部感染12例,口腔黏膜感染13例,胃肠道感染11例,败血症15例。两组性别、年龄、感染情况比较差异无统计学意义(P > 0.05),具有可比性。
1.2治疗方法
两组患者均采用营养支持、抗感染等常规对症治疗。对照组采用环孢霉素(天津市中央药业有限公司,批准文号:20093879)治疗,5 mg/kg,2次/d,维持血药浓度为150~300 mg/mL,持续外周血细胞计数升高达平台期后逐渐减量;泼尼松龙片(上海信谊药厂有限公司,批准文号:20150906)每天1 mg/mL,连续治疗15 d后逐渐减量,至1个月后停用。实验组采用刺激因子联合环孢霉素治疗,给予rhG-CSF5(上海三维生物技术有限公司,批准文号:20150629),每天5 μg/kg,同时服用环孢霉素,5 mg/kg,2次/d,连续治疗3个月。
1.3 观察指标和判断标准
外周血象及T细胞亚群变化分别于治疗前和治疗后3个月进行检测,血常规检查采集2 mL静脉血,用EDTA管抗凝,T细胞亚群检查采用流式细胞仪。
比较两组感染相关死亡率、克隆性演变发生率,其中,克隆性演变包括骨髓增生异常综合征、夜间阵发性血红蛋白尿及急性髓系白血病等。
临床疗效根据1987年第四届全国再障学术会议修订的《再生障碍性贫血诊断标准与疗效标准》[5]。基本治愈:贫血、出血等临床症状完全消失,白细胞(WBC)水平达到4×109/L左右,血小板(PLT)达80×109/L,随访1年以上没有复发者;②显效:临床症状显著改善,PLT比治疗前有明显增加,WBC达3.5×109/L,随访3个月病情稳定或继续进步者;③有效:出血及贫血症状明显好转且基本稳定,在不输血情况下血红蛋白(Hb)较治疗前1个月增长30 g/L以上,并维持3个月不变;④无效:临床症状未见明显好转或加重。总有效=基本治愈+显效+有效。两组均在治疗1年后评定疗效。
1.4 统计学方法
采用SPSS 20.0统计学软件进行数据分析,计量资料数据用均数±标准差(x±s)表示,两组间比较采用t检验;计数资料用率表示,组间比较采用χ2检验;等级资料采用秩和检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组治疗1年后临床疗效比较
实验组总有效率为95.83%,对照组总有效率为76.47%,实验组明显优于对照组(P < 0.05)。
2.2 两组感染相关死亡率比较
治疗后实验组感染相关死亡率为4.17%,对照组感染相关死亡率为14.71%,实验组低于对照组,但两组比较差异无统计学意义(P > 0.05)。
2.3 两组克隆性演变发生率比较
治疗后实验组克隆性演变发生率为9.72%,对照组克隆性演变发生率为2.94%,实验组高于对照组,但两组比较差异无统计学意义(P > 0.05)。
2.4 两组外周血象及T细胞亚群变化比较
治疗前两组外周血WBC、PLT、Hb及T细胞亚群CD3+、CD4+、CD8+水平差异均无统计学意义(P > 0.05);治疗后两组WBC、PLT、Hb较治疗前升高,T细胞亚群CD3+、CD4+较治疗前下降,而CD8+较治疗前显著升高,差异均有统计学意义(P < 0.05);实验组治疗后WBC、PLT、Hb、CD8+水平明显高于对照组,CD3+、CD4+明显低于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表4。
3 讨论
AA是恶性血液疾病常见的类型之一,AA的发病机制较复杂,主要与以下三点有关:①“种子”学说[6],即骨骼中造血干细胞缺陷;②“土壤”学说[7],即骨髓造血微环境出现异常;③“虫子”学说[8],即机体的免疫功能异常。其中,免疫功能异常被临床认为是AA主要的发病机制,因此,目前临床多采用免疫抑制疗法(immuno suppressive therapy,IST)和造血干细胞移植(hema-topoietic stem cell transplantation,HSCT)作为最佳的治疗方法,但由于HSCT费用较高及来源困难等,使得IST成为临床主要的治疗手段[9-10]。
抗胸腺球蛋白主要是通过T淋巴细胞促进造血干细胞生长,增强造血生长因子的敏感性[11]。环孢霉素A属免疫抑制剂,主要通过抑制T淋巴细胞的增殖,从而降低γ干扰素(IFN-)及白介素-2(IL-2)的产生[12]。采用rhG-CSF联合环孢霉素治疗,较单一采用环孢霉素治疗效果更为显著,可加强T淋巴细胞毒性,最大程度提高药物疗效,对AA的临床治疗效果具有极为重要的作用[13]。但是由于AA患者具有中性粒细胞缺乏的特点,因而机体自身抵抗力低下,极易发生感染[14]。因此,感染发生后,应在短时间内及时控制感染,以促进造血功能恢复,是AA治疗的关键。
rhG-CSF是一种造血生长因子,能有效促进造血干细胞的增殖、分化及成熟,从而促进骨髓造血功能恢复[15-16]。本研究显示,rhG-CSF具有以下几点作用机制:①促进中性粒细胞释放花生四烯酸及白细胞碱性磷酸酶,从而产生中性粒细胞超氧阴离子;②刺激中性粒细胞增殖和分化,从而增强成熟粒细胞吞噬作用;③增加白细胞数量的同时,增加白细胞的黏附性,发挥抗感染作用。故rhG-CSF对AA并感染患者的治疗具有极为重要的意义[17]。相关研究认为,将rhG-CSF应用于AA合并感染患者治疗中不仅效果显著,同时安全性和可行性也较好[18-19]。
本研究结果显示,实验组总有效率明显高于对照组,表明rhG-CSF联合免疫抑制法较单一采用免疫抑制法治疗效果显著。实验组感染相关死亡率低于对照组,但两组比较无显著差异(P > 0.05),这可能与样本量较小有关。rhG-CSF具有一定的不良反应,本研究显示,实验组克隆演变发生率高于对照组,两组比较无显著差异(P > 0.05),说明本研究结果不支持rhG-CSF与免疫抑制法联用时增加克隆性疾病发生率的观点。另外在本研究中,治疗后,实验组外周血象WBC、PLT、Hb升高幅度优于对照组,且T细胞亚群CD3+、CD4+、CD8+改善幅度优于对照组,与相关研究结果一致[20-21]。进一步表明,rhG-CSF联合环孢霉素较单独采用环孢霉素治疗效果更为显著,更能有效提高AA并感染患者的免疫力,这可能与rhG-CSF加快造血功能恢复有关。
综上所述,采用免疫抑制法联合rhG-CSF对AA并感染患者进行治疗,能有效提高治疗效果,降低感染导致死亡的发生率,且克隆性疾病的发生率增高不明显,从而促进免疫功能恢复,对临床进一步推广使用具有一定价值。
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