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[關鍵詞] 人工智能,常識推理,歸納邏輯,廣義內涵邏輯,認知邏輯,自然語言邏輯
現代邏輯創始于19世紀末葉和20世紀早期,其發展動力主要來自于數學中的公理化運動。當時的數學家們試圖即從少數公理根據明確給出的演繹規則推導出其他的數學定理,從而把整個數學構造成為一個嚴格的演繹大廈,然后用某種程序和方法一勞永逸地證明數學體系的可靠性。為此需要發明和鍛造嚴格、精確、適用的邏輯工具。這是現代邏輯誕生的主要動力。由此造成的后果就是20世紀邏輯研究的嚴重數學化,其表現在于:一是邏輯專注于在數學的形式化過程中提出的問題;二是邏輯采納了數學的方法論,從事邏輯研究就意味著象數學那樣用嚴格的形式證明去解決問題。由此發展出來的邏輯被恰當地稱為“數理邏輯”,它增強了邏輯研究的深度,使邏輯學的發展繼古希臘邏輯、歐洲中世紀邏輯之后進入第三個高峰期,并且對整個現代科學特別是數學、哲學、語言學和計算機科學產生了非常重要的影響。
本文所要探討的問題是:21世紀邏輯發展的主要動力將來自何處?大致說來將如何發展?我個人的看法是:計算機科學和人工智能將至少是21世紀早期邏輯學發展的主要動力源泉,并將由此決定21世紀邏輯學的另一幅面貌。由于人工智能要模擬人的智能,它的難點不在于人腦所進行的各種必然性推理(這一點在20世紀基本上已經做到了,如用計算機去進行高難度和高強度的數學證明,“深藍”通過高速、大量的計算去與世界冠軍下棋),而是最能體現人的智能特征的能動性、創造性思維,這種思維活動中包括學習、抉擇、嘗試、修正、推理諸因素,例如選擇性地搜集相關的經驗證據,在不充分信息的基礎上作出嘗試性的判斷或抉擇,不斷根據環境反饋調整、修正自己的行為,……由此達到實踐的成功。于是,邏輯學將不得不比較全面地研究人的思維活動,并著重研究人的思維中最能體現其能動性特征的各種不確定性推理,由此發展出的邏輯理論也將具有更強的可應用性。
實際上,在20世紀中后期,就已經開始了現代邏輯與人工智能(記為AI)之間的相互融合和滲透。例如,哲學邏輯所研究的許多課題在理論計算機和人工智能中具有重要的應用價值。AI從認知心理學、社會科學以及決策科學中獲得了許多資源,但邏輯(包括哲學邏輯)在AI中發揮了特別突出的作用。某些原因促使哲學邏輯家去發展關于非數學推理
的理論;基于幾乎同樣的理由,AI研究者也在進行類似的探索,這兩方面的研究正在相互接近、相互借鑒,甚至在逐漸融合在一起。例如,AI特別關心下述課題:
·效率和資源有限的推理;
·感知;
·做計劃和計劃再認;
·關于他人的知識和信念的推理;
·各認知主體之間相互的知識;
·自然語言理解;
·知識表示;
·常識的精確處理;
·對不確定性的處理,容錯推理;
·關于時間和因果性的推理;
·解釋或說明;
·對歸納概括以及概念的學習。[①]
21世紀的邏輯學也應該關注這些問題,并對之進行研究。為了做到這一點,邏輯學家們有必要熟悉AI的要求及其相關進展,使其研究成果在AI中具有可應用性。
我認為,至少是21世紀早期,邏輯學將會重點關注下述幾個領域,并且有可能在這些領域出現具有重大意義的成果:(1)如何在邏輯中處理常識推理中的弗協調、非單調和容錯性因素?(2)如何使機器人具有人的創造性智能,如從經驗證據中建立用于指導以后行動的歸納判斷?(3)如何進行知識表示和知識推理,特別是基于已有的知識庫以及各認知主體相互之間的知識而進行的推理?(4)如何結合各種語境因素進行自然語言理解和推理,使智能機器人能夠用人的自然語言與人進行成功的交際?等等。
1.常識推理中的某些弗協調、非單調和容錯性因素
AI研究的一個目標就是用機器智能模擬人的智能,它選擇各種能反映人的智能特征的問題進行實踐,希望能做出各種具有智能特征的軟件系統。AI研究基于計算途徑,因此要建立具有可操作性的符號模型。一般而言,AI關于智能系統的符號模型可描述為:由一個知識載體(稱為知識庫KB)和一組加載在KB上的足以產生智能行為的過程(稱為問題求解器PS)構成。經過20世紀70年代包括專家系統的發展,AI研究者逐步取得共識,認識到知識在智能系統中力量,即一般的智能系統事實上是一種基于知識的系統,而知識包括專門性知識和常識性知識,前者亦可看做是某一領域內專家的常識。于是,常識問題就成為AI研究的一個核心問題,它包括兩個方面:常識表示和常識推理,即如何在人工智能中清晰地表示人類的常識,并運用這些常識去進行符合人類行為的推理。顯然,如此建立的常識知識庫可能包含矛盾,是不協調的,但這種矛盾或不協調應不至于影響到進行合理的推理行為;常識推理還是一種非單調推理,即人們基于不完全的信息推出某些結論,當人們得到更完全的信息后,可以改變甚至收回原來的結論;常識推理也是一種可能出錯的不精確的推理模式,是在容許有錯誤知識的情況下進行的推理,簡稱容錯推理。而經典邏輯拒斥任何矛盾,容許從矛盾推出一切命題;并且它是單調的,即承認如下的推理模式:如果p?r,則pùq?r;或者說,任一理論的定理屬于該理論之任一擴張的定理集。因此,在處理常識表示和常識推理時,經典邏輯應該受到限制和修正,并發展出某些非經典的邏輯,如次協調邏輯、非單調邏輯、容錯推理等。有人指出,常識推理的邏輯是次協調邏輯和非單調邏輯的某種結合物,而后者又可看做是對容錯推理的簡單且基本的情形的一種形式化。[②]轉貼于
“次協調邏輯”(Paraconsistent Logic)是由普里斯特、達·科斯塔等人在對悖論的研究中發展出來的,其基本想法是:當在一個理論中發現難以克服的矛盾或悖論時,與其徒勞地想盡各種辦法去排除或防范它們,不如干脆讓它們留在理論體系內,但把它們“圈禁”起來,不讓它們任意擴散,以免使我們所創立或研究的理論成為“不足道”的。于是,在次協調邏輯中,能夠容納有意義、有價值的“真矛盾”,但這些矛盾并不能使系統推出一切,導致自毀。因此,這一新邏輯具有一種次于經典邏輯但又遠遠高于完全不協調系統的協調性。次協調邏輯家們認為,如果在一理論T中,一語句A及其否定?A都是定理,則T是不協調的;否則,稱T是協調的。如果T所使用的邏輯含有從互相否定的兩公式可推出一切公式的規則或推理,則不協調的T也是不足道的(trivial)。因此,通常以經典邏輯為基礎的理論,如果它是不協調的,那它一定也是不足道的。這一現象表明,經典邏輯雖可用于研究協調的理論,但不適用于研究不協調但又足道的理論。達·科斯塔在20世紀60年代構造了一系列次協調邏輯系統Cn(1≤n≤w),以用作不協調而又足道的理論的邏輯工具。對次協調邏輯系統Cn的特征性描述包括下述命題:(i)矛盾律?(Aù?A)不普遍有效;(ii)從兩個相互否定的公式A和?A推不出任意公式;即是說,矛盾不會在系統中任意擴散,矛盾不等于災難。(iii)應當容納與(i)和(ii)相容的大多數經典邏輯的推理模式和規則。這里,(i)和(ii)表明了對矛盾的一種相對寬容的態度,(iii)則表明次協調邏輯對于經典邏輯仍有一定的繼承性。
在任一次協調邏輯系統Cn(1≤n≤w)中,下述經典邏輯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為經典邏輯,則系列C0, C1, C2,… Cn,… Cw使得對任正整數i有Ci弱于Ci-1,Cw是這系列中最弱的演算。已經為Cn設計出了合適的語義學,并已經證明Cn相對于此種語義是可靠的和完全的,并且次協調命題邏輯系統Cn還是可判定的。現在,已經有人把次協調邏輯擴展到模態邏輯、時態邏輯、道義邏輯、多值邏輯、集合論等領域的研究中,發展了這些領域內的次協調理論。顯然,次協調邏輯將會得到更進一步的發展。[③]
非單調邏輯是關于非單調推理的邏輯,它的研究開始于20世紀80年代。1980年,D·麥克多莫特和J·多伊爾初步嘗試著系統發展一種關于非單調推理的邏輯。他們在經典謂詞演算中引入一個算子M,表示某種“一致性”斷言,并將其看做是模態概念,通過一定程序把模態邏輯系統T、S4和S5翻譯成非單調邏輯。B·摩爾的論文《非單調邏輯的語義思考》(1983)據認為在非單調邏輯方面作出了令人注目的貢獻。他在“缺省推理”和“自動認知推理”之間做了區分,并把前者看作是在沒有任何相反信息和缺少證據的條件下進行推理的過程,這種推理的特征是試探性的:根據新信息,它們很可能會被撤消。自動認知推理則不是這種類型,它是與人們自身的信念或知識相關的推理,可用它模擬一個理想的具有信念的有理性的人的推理。對于在計算機和人工智能中獲得成功的應用而言,非單調邏輯尚需進一步發展。
2.歸納以及其他不確定性推理
人類智能的本質特征和最高表現是創造。在人類創造的過程中,具有必然性的演繹推理固然起重要作用,但更為重要的是具有某種不確定性的歸納、類比推理以及模糊推理等。因此,計算機要成功地模擬人的智能,真正體現出人的智能品質,就必須對各種具有不確定性的推理模式進行研究。
首先是對歸納推理和歸納邏輯的研究。這里所說的“歸納推理”是廣義的,指一切擴展性推理,它們的結論所斷定的超出了其前提所斷定的范圍,因而前提的真無法保證結論的真,整個推理因此缺乏必然性。具體說來,這種意義的“歸納”包括下述內容:簡單枚舉法;排除歸納法,指這樣一些操作:預先通過觀察或實驗列出被研究現象的可能的原因,然后有選擇地安排某些事例或實驗,根據某些標準排除不相干假設,最后得到比較可靠的結論;統計概括:從關于有窮數目樣本的構成的知識到關于未知總體分布構成的結論的推理;類比論證和假說演繹法,等等。盡管休謨提出著名的“歸納問題”,對歸納推理的合理性和歸納邏輯的可能性提出了深刻的質疑,但我認為,(1)歸納是在茫茫宇宙中生存的人類必須采取也只能采取的認知策略,對于人類來說具有實踐的必然性。(2)人類有理由從經驗的重復中建立某種確實性和規律性,其依據就是確信宇宙中存在某種類似于自然齊一律和客觀因果律之類的東西。這一確信是合理的,而用純邏輯的理由去懷疑一個關于世界的事實性斷言則是不合理的,除非這個斷言是邏輯矛盾。(3)人類有可能建立起局部合理的歸納邏輯和歸納方法論。并且,歸納邏輯的這種可能性正在計算機科學和人工智能的研究推動下慢慢地演變成現實。恩格斯早就指出,“社會一旦有技術上的需要,則這種需要比十所大學更能把科學推向前進。”[④] 有人通過指責現有的歸納邏輯不成熟,得出“歸納邏輯不可能”的結論,他們的推理本身與歸納推理一樣,不具有演繹的必然性。(4)人類實踐的成功在一定程度上證明了相應的經驗知識的真理性,也就在一定程度上證明了歸納邏輯和歸納方法論的力量。毋庸否認,歸納邏輯目前還很不成熟。有的學者指出,為了在機器的智能模擬中克服對歸納模擬的困難而有所突破,應該將歸納邏輯等有關的基礎理論研究與機器學習、不確定推理和神經網絡學習模型與歸納學習中已有的成果結合起來。只有這樣,才能在已有的歸納學習成果上,在機器歸納和機器發現上取得新的突破和進展。[⑤] 這是一個極有價值且極富挑戰性的課題,無疑在21世紀將得到重視并取得進展。
再談模糊邏輯。現實世界中充滿了模糊現象,這些現象反映到人的思維中形成了模糊概念和模糊命題,如“矮個子”、“美人”、“甲地在乙地附近”、“他很年輕”等。研究模糊概念、模糊命題和模糊推理的邏輯理論叫做“模糊邏輯”。對它的研究始于20世紀20年代,其代表性人物是L·A·查德和P·N·馬林諾斯。模糊邏輯為精確邏輯(二值邏輯)解決不了的問題提供了解決的可能,它目前在醫療診斷、故障檢測、氣象預報、自動控制以及人工智能研究中獲得重要應用。顯然,它在21世紀將繼續得到更大的發展。
3.廣義內涵邏輯
經典邏輯只是對命題聯結詞、個體詞、謂詞、量詞和等詞進行了研究,但在自然語言中,除了這些語言成分之外,顯然還存在許多其他的語言成分,如各種各樣的副詞,包括模態詞“必然”、“可能”和“不可能”、時態詞“過去”、“現在”和“未來”、道義詞“應該”、“允許”、“禁止”等等,以及各種認知動詞,如“思考”、“希望”、“相信”、“判斷”、“猜測”、“考慮”、“懷疑”,這些認知動詞在邏輯和哲學文獻中被叫做“命題態度詞”。對這些副詞以及命題態度詞的邏輯研究可以歸類為“廣義內涵邏輯”。
大多數副詞以及幾乎所有命題態度詞都是內涵性的,造成內涵語境,后者與外延語境構成對照。外延語境又叫透明語境,是經典邏輯的組合性原則、等值置換規則、同一性替換規則在其中適用的語境;內涵語境又稱晦暗語境,是上述規則在其中不適用的語境。相應于外延語境和內涵語境的區別,一切語言表達式(包括自然語言的名詞、動詞、形容詞直至語句)都可以區分為外延性的和內涵性的,前者是提供外延語境的表達式,后者是提供內涵性語境的表達式。例如,殺死、見到、擁抱、吻、砍、踢、打、與…下棋等都是外延性表達式,而知道、相信、認識、必然、可能、允許、禁止、過去、現在、未來等都是內涵性表達式。
在內涵語境中會出現一些復雜的情況。首先,對于個體詞項來說,關鍵性的東西是我們不僅必須考慮它們在現實世界中的外延,而且要考慮它們在其他可能世界中的外延。例如,由于“必然”是內涵性表達式,它提供內涵語境,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。
這是因為:這個推理只考慮到“晨星”和“暮星”在現實世界中的外延,并沒有考慮到它們在每一個可能世界中的外延,我們完全可以設想一個可能世界,在其中“晨星”的外延不同于“暮星”的外延。因此,我們就不能利用同一性替換規則,由該推理的前提得出它的結論:“晨星必然是暮星”。其次,在內涵語境中,語言表達式不再以通常是它們的外延的東西作為外延,而以通常是它們的內涵的東西作為外延。以“達爾文相信人是從猿猴進化而來的”這個語句為例。這里,達爾文所相信的是“人是從猿猴進化而來的”所表達的思想,而不是它所指稱的真值,于是在這種情況下,“人是從猿猴進化而來的”所表達的思想(命題)就構成它的外延。再次,在內涵語境中,雖然適用于外延的函項性原則不再成立,但并不是非要拋棄不可,可以把它改述為新的形式:一復合表達式的外延是它出現于外延語境中的部分表達式的外延加上出現于內涵語境中的部分表達式的內涵的函項。這個新的組合性或函項性原則在內涵邏輯中成立。
一般而言,一個好的內涵邏輯至少應滿足兩個條件:(i)它必須能夠處理外延邏輯所能處理的問題;(ii)它還必須能夠處理外延邏輯所不能處理的難題。這就是說,它既不能與外延邏輯相矛盾,又要克服外延邏輯的局限。這樣的內涵邏輯目前正在發展中,并且已有初步輪廓。從術語上說,內涵邏輯除需要真、假、語句真值的同一和不同、集合或類、謂詞的同范圍或不同范圍等外延邏輯的術語之外,還需要同義、內涵的同一和差異、命題、屬性或概念這樣一些術語。廣而言之,可以把內涵邏輯看作是關于象“必然”、“可能”、“知道”、“相信”,“允許”、“禁止”等提供內涵語境的語句算子的一般邏輯。在這種廣義之下,模態邏輯、時態邏輯、道義邏輯、認知邏輯、問題邏輯等都是內涵邏輯。不過,還有一種狹義的內涵邏輯,它可以粗略定義如下:一個內涵邏輯是一個形式語言,其中包括(1)謂詞邏輯的算子、量詞和變元,這里的謂詞邏輯不必局限于一階謂詞邏輯,也可以是高階謂詞邏輯;(2)合式的λ—表達式,例如(λx)A,這里A是任一類型的表達式,x是任一類型的變元,(λx)A本身是一函項,它把變元x在其中取值的那種類型的對象映射到A所屬的那種類型上;(3)其他需要的模態的或內涵的算子,例如€,ù、ú。而一個內涵邏輯的解釋,則由下列要素組成:(1)一個可能世界的非空集W;(2)一個可能個體的非空集D;(3)一個賦值,它給系統內的表達式指派它們在每w∈W中的外延。對于任一的解釋Q和任一的世界w∈W,判定內涵邏輯系統中的任一表達式X相對于解釋Q在w∈W中的外延總是可能的。這樣的內涵邏輯系統有丘奇的LSD系統,R·蒙塔古的IL系統,以及E·N·扎爾塔的FIL系統等。[⑥]
在各種內涵邏輯中,認識論邏輯(epistemic logic)具有重要意義。它有廣義和狹義之分。廣義的認識論邏輯研究與感知(perception)、知道、相信、斷定、理解、懷疑、問題和回答等相關的邏輯問題,包括問題邏輯、知道邏輯、相信邏輯、斷定邏輯等;狹義的認識論邏輯僅指知道和相信的邏輯,簡稱“認知邏輯”。馮·賴特在1951年提出了對“認知模態”的邏輯分析,這對建立認知邏輯具有極大的啟發作用。J·麥金西首先給出了一個關于“知道”的模態邏輯。A·帕普于1957年建立了一個基于6條規則的相信邏輯系統。J·亨迪卡于60年代出版的《知識和信念》一書是認知邏輯史上的重要著作,其中提出了一些認知邏輯的系統,并為其建立了基于“模型集”的語義學,后者是可能世界語義學的先導之一。當今的認知邏輯紛繁復雜,既不成熟也面臨許多難題。由于認知邏輯涉及認識論、心理學、語言學、計算機科學和人工智能等諸多領域,并且認知邏輯的應用技術,又稱關于知識的推理技術,正在成為計算機科學和人工智能的重要分支之一,因此認知邏輯在20世紀中后期成為國際邏輯學界的一個熱門研究方向。這一狀況在21世紀將得到繼續并進一步強化,在這方面有可能出現突破性的重要結果。
4.對自然語言的邏輯研究
對自然語言的邏輯研究有來自幾個不同領域的推動力。首先是計算機和人工智能的研究,人機對話和通訊、計算機的自然語言理解、知識表示和知識推理等課題,都需要對自然語言進行精細的邏輯分析,并且這種分析不能僅停留在句法層面,而且要深入到語義層面。其次是哲學特別是語言哲學,在20世紀哲學家們對語言表達式的意義問題傾注了異乎尋常的精力,發展了各種各樣的意義理論,如觀念論、指稱論、使用論、言語行為理論、真值條件論等等,以致有人說,關注意義成了20世紀哲學家的職業病。再次是語言學自身發展的需要,例如在研究自然語言的意義問題時,不能僅僅停留在脫離語境的抽象研究上面,而要結合使用語言的特定環境去研究,這導致了語義學、語用學、新修辭學等等發展。各個方面發展的成果可以總稱為“自然語言邏輯”,它力圖綜合后期維特根斯坦提倡的使用論,J·L·奧斯汀、J·L·塞爾等人發展的言語行為理論,以及P·格賴斯所創立的會話含義學說等成果,透過自然語言的指謂性和交際性去研究自然語言中的推理。
自然語言具有表達和交際兩種職能,其中交際職能是自然語言最重要的職能,是它的生命力之所在。而言語交際總是在一定的語言環境(簡稱語境)中進行的,語境有廣義和狹義之分。狹義的語境僅指一個語詞、一個句子出現的上下文。廣義的語境除了上下文之外,還包括該語詞或語句出現的整個社會歷史條件,如該語詞或語句出現的時間、地點、條件、講話的人(作者)、聽話的人(讀者)以及交際雙方所共同具有的背景知識,這里的背景知識包括交際雙方共同的信念和心理習慣,以及共同的知識和假定等等。這些語境因素對于自然語言的表達式(語詞、語句)的意義有著極其重要的影響,這具體表現在:(i)語境具有消除自然語言語詞的多義性、歧義性和模糊性的能力,具有嚴格規定語言表達式意義的能力。(ii)自然語言的句子常常包含指示代詞、人稱代詞、時間副詞等,要弄清楚這些句子的意義和內容,就要弄清楚這句話是誰說的、對誰說的、什么時候說的、什么地點說的、針對什么說的,等等,這只有在一定的語境中才能進行。依賴語境的其他類型的語句還有:包含著象“有些”和“每一個”這類量化表達式的句子的意義取決于依語境而定的論域,包含著象“大的”、“冷的”這類形容詞的句子的意義取決于依語境而定的相比較的對象類;模態語句和條件語句的意義取決于因語境而變化的語義決定因素,如此等等。(iii)語言表達式的意義在語境中會出現一些重要的變化,以至偏離它通常所具有的意義(抽象意義),而產生一種新的意義即語用涵義。有人認為,一個語言表達式在它的具體語境中的意義,才是它的完全的真正的意義,一旦脫離開語境,它就只具有抽象的意義。語言的抽象意義和它的具體意義的關系,正象解剖了的死人肢體與活人肢體的關系一樣。邏輯應該去研究、理解、把握自然語言的具體意義,當然不是去研究某一個(或一組)特定的語句在某個特定語境中唯一無二的意義,而是專門研究確定自然語言具體意義的普遍原則。[⑦]
美國語言學家保羅·格賴斯把語言表達式在一定的交際語境中產生的一種不同于字面意義的特殊涵義,叫做“語用涵義”、“會話涵義”或“隱涵”(implicature),并于1975年提出了一組“交際合作原則”,包括一個總則和四組準則。總則的內容是:在你參與會話時,你要依據你所參與的談話交流的公認目的或方向,使你的會話貢獻符合這種需要。仿照康德把范疇區分為量、質、關系和方式四類,格賴斯提出了如下四組準則:
(1)數量準則:在交際過程中給出的信息量要適中。
a.給出所要求的信息量;
b.給出的信息量不要多于所要求的信息量。
(2)質量準則:力求講真話。
a.不說你認為假的東西,。
b.不說你缺少適當證據的東西。
(3)關聯準則:說話要與已定的交際目的相關聯。
(4)方式準則:說話要意思明確,表達清晰。
a.避免晦澀生僻的表達方式;
b.避免有歧義的表達方式;
c.說話要簡潔;
d.說話要有順序性。[⑧]
后來對這些原則提出了不少修正和補充,例如有人還提出了交際過程中所要遵守的“禮貌原則”。只要把交際雙方遵守交際合作原則之類的語用規則作為基本前提,這些原則就可以用來確定和把握自然語言的具體意義(語用涵義)。實際上,一個語句p的語用涵義,就是聽話人在具體語境中根據語用規則由p得到的那個或那些語句。更具體地說,從說話人S說的話語p推出語用涵義q的一般過程是:
(i)S說了p;
(ii)沒有理由認為S不遵守準則,或至少S會遵守總的合作原則;
(iii)S說了p而又要遵守準則或總的合作原則,S必定想表達q;
(iv)S必然知道,談話雙方都清楚:如果S是合作的,必須假設q;
(v)S無法阻止聽話人H考慮q;
(vi)因此,S意圖讓H考慮q,并在說p時意味著q。
試舉二例:
(1)a站在熄火的汽車旁,b向a走來。a說:“我沒有汽油了。”b說:“前面拐角處有一個修車鋪。”這里a與b談話的目的是:a想得到汽油。根據關系準則,b說這句話是與a想得到汽油相關的,由此可知:b說這句話時隱涵著:“前面的修車鋪還在營業并且賣汽油。”
【關鍵詞】網絡學習共同體;教育技術能力;教師培訓
【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097(2010)06―0144―05
為提高廣大中小學教師的教育技術能力水平,促進教師專業發展,配合基礎教育新課程改革和“農村中小學現代遠程教育計劃”的實施,根據“全國中小學教師教育技術能力建設計劃”項目的總體安排,目前,我國正在全面推進中小學教師教育技術能力的培訓、考試、認證工作。2009年7月,筆者參與了河南省周口市中小學骨干教師教育技術能力培訓的教學工作。在培訓過程中,筆者結合學員的信息技術技能狀況和學習需要,對基于網絡學習共同體開展教育技術能力培訓的操作模式和過程進行了初步的探索和實踐。
一 我國中小學教師教育技術能力培訓的實踐困境
近年來,廣大學者、教師以及各級培訓機構圍繞教育技術能力培訓的模式、方法和過程等開展了大量的實踐探索,在一定程度上促進了我國中小學教師教育技術能力培訓。如有學者、教師構建了“以指導教學實踐為目的的培訓模式”、“混合學習培訓模式”等操作模式,采用“案例教學”、“任務驅動”等培訓方法,利用Blog、Diigo等信息技術工具開展培訓等,雖然取得了一定的效果,但從總體來看,我國中小學教師教育技術能力培訓的效果并不理想,個別地區甚至流于形式,造成人力資源和教學資源的巨大浪費。筆者通過深入調查,并走訪培訓教師、學員以及培訓機構,對培訓實踐中存在的問題進行了深層次的調研和分析,發現以下四個方面的問題較為突出:
1 不利于情感分享和能力培養
從當前的培訓模式來看,大多數培訓仍然采用“理論+上機實踐”的模式,即由專門的教師負責講授理論知識,另有實驗教師指導“一人一機”的上機實踐。這種培訓模式存在的缺陷是理論與實踐嚴重脫節,漠視學員的主體地位,缺乏緊密結合中小學教學實踐的應用案例,雖然有利于知識的系統傳授,但不利于學員之間的情感分享和能力培養,難以適應教育技術能力培訓的需要。
2 學員的學習興趣不高
當前實施的教育技術能力培訓,學員的學習興趣普遍不高,應付現象較為普遍。其中固然有參加培訓并非學員的內在需要等原因,更重要的原因是,一方面,培訓內容與實踐嚴重脫節,學員不知道所學的內容在教學實踐中如何應用;另一方面,教育技術能力狀況參差不齊,相當一部分學員雖有想通過培訓提升個人技能和素質的主觀愿望,但由于在培訓過程中遇到困難時,不能及時得到有效地指導和幫助,學習興趣逐漸弱化。
3 后續跟蹤指導和支持比較薄弱
新一輪的教育技術能力培訓,是涉及全國上千萬中小學教師的全員培訓,參訓教師數量多,培訓周期長、任務重。從目前的開展情況來看,大多數培訓都是“一次終結式”培訓,后續的跟蹤指導和支持服務比較薄弱[1],沒有建立促進教育技術能力培訓和運用的長效機制。
4 缺乏促進群體共同發展的培訓機制
開展中小學教師教育技術能力培訓的根本目的就是促進教師專業發展。要促進教師專業發展,不僅要重視個體的發展,更要關注群體的共同發展。當前,培訓教師、培訓機構都能意識到學員個體發展的重要性,但現行的培訓模式對促進學員群體共同發展的支持還不夠,促進群體共同發展的機制也不健全。
二 網絡學習共同體的內涵及其對該能力培訓的價值
(一)相關概念的內涵
1 學習共同體的內涵
目前,教育界對“學習共同體”的內涵的研究日益豐富,但未能形成統一認識。我國學者鄭葳認為,學習共同體是指一群有著共同的目標、觀念和信仰的人,在相互協商形成的規則的規范和分工下,采取適宜的活動方式相互協作,運用各種學習工具和資源共同建構知識,解決共同面臨的復雜問題,由此構成的一種學習的生態系統,主要由學習主體(包括個體的或群體的學習者)、目標、課程知識、工具及資源、規則、學習活動分工及學習的情境等要素組成。[2]
筆者比較贊成上述觀點,傾向于把“學習共同體”界定為一種學習環境。在這種學習環境中,成員之間相互信任、尊重、民主平等,在知識共享和同伴支持基礎上,通過參與交流、協作、反思等活動,在完成特定學習任務的同時形成解決復雜問題的能力。作為一種學習環境,學習共同體可以增進學習者之間的信息交流與協作,提高群體努力的滿意度,從而實現以個體發展促進群體的共同發展和共同體的完善。
2 網絡學習共同體的內涵
基于上述對“學習共同體”的內涵的理解和認識,筆者認為,網絡學習共同體可以看作是一個由學習者和助學者等共同構成的,根據特定的規則和分工,共同學習、討論、協作和交流,運用各種學習工具和資源共同建構知識,共同解決面臨的復雜問題的虛擬學習環境或學習社區。在共同體中,學習活動以問題解決及項目研習為學習模式。學習活動不以課節為單元,不以教師解說為主,而以學習者、輔導者及其助學者就某個特定問題進行討論與互動,分享經驗與專業知識的團隊學習活動為主,其最終的目標是學習共同體成員一起建構屬于他們的知識系統[3]。
(二)網絡學習共同體對教育技術能力培訓的價值
網絡學習共同體作為一種以網絡技術為支撐的虛擬學習環境,強調信息技術工具、學習資源為培養學習者的問題解決能力,促進學習者發展服務,關注共同體成員、資源、工具、活動等要素以及它們之間關系的變化,為基于問題學習、協作知識建構、凝聚集體智慧、促進群體共同發展提供了良好條件[4]。
有研究表明,當學習發生在眾多學習者構成的學習共同體中時,學習效果顯著。通過上述分析,筆者認為,利用網絡學習共同體開展中小學教師教育技術能力培訓,具有重要價值:a 有利于情感分享和能力培養。開展教育技術能力培訓的目標是提高教師的教育技術能力水平,促進教師專業發展。在網絡學習共同體中,通過問題解決、項目研習等形式,全體成員共同討論、協作、交流與互動,分享經驗與專業知識,解決面臨的復雜問題,有利于情感分享和問題解決能力的培養;b 有利于增強學員的學習興趣。學員在“網絡學習共同體”中參與學習,一方面能意識到自身對于團體的責任與重要性,自尊和歸屬得到滿足,另一方面,當學習過程中遇到困難時,能及時得到指導和幫助,從而逐漸增強學習興趣;c 有利于后續跟蹤指導和幫助。借助網絡學習共同體,培訓教師和學員可以定期開展應用交流活動,分享各自擁有的資源和經驗,討論解決在教學實踐中遇到的困難和問題;d 有利于促進群體的共同發展。從資源分享的角度看,網絡學習共同體是一個凝聚集體智慧的經驗分享型學習環境,可有效促進學習主體之間相互學習、共同實踐、共同成長。
三 基于網絡學習共同體開展培訓的實踐
從理論上講,利用網絡學習共同體開展教育技術能力培訓可有效解決當前我國中小學教師教育技術能力培訓實踐中存在的問題。筆者結合自身培訓工作實踐,詳細介紹基于網絡學習共同體的中小學教師教育技術能力培訓的操作模式及過程。
(一)培訓模式建構
為更好地指導培訓工作的開展,確保達到預期培訓目標,筆者認為,“基于網絡學習共同體的中小學教師教育技術能力培訓模式”必須體現先進的教與學理論、適應學員的特征和學習需要、有利于能力培養和促進群體共同發展、有利于充分發揮網絡學習共同體的優勢等。根據上述要求和網絡學習共同體的關鍵要素[5],建構基于網絡學習共同體的中小學教師教育技術能力培訓模式如下圖所示:
從上圖可以看出,圍繞網絡學習共同體開展的“共同活動”是該模式的核心,這也是基于網絡學習共同體的教育技術能力培訓的顯著特點。學習共同體的所有成員(包括培訓教師和學員),在各種資源(包括數字化資源和人力資源)和技術工具(包括通訊交流工具、協作工具以及認知工具等)的支持下,根據由培訓目標和培訓內容決定的培訓主題,通過開展以學習、討論、交流、協作和反思等為內容的“共同活動”,完成對培訓內容的意義建構,逐步形成解決復雜問題的能力。在活動過程中,需開展以考查學員在學習過程中的表現,包括自學能力、小組合作學習表現、作業能力等為內容的過程性評價。活動結束后,還要開展以考查學員獨立使用相關知識與技能解決具體問題(如完成一節信息技術與課程整合的教學設計方案,并予實施或展示)的表現情況為內容的總結性評價。最后,根據評價結果,對培訓全過程進行必要的修改和完善。
(二)培訓過程探索
1 前端分析
(1)培訓目標分析
以《中國中小學教師教育技術能力標準(試行)》為依據,根據河南省農村中小學現代遠程教育工程的應用需要,本次中小學骨干教師教育技術能力培訓的目標定位在:全面提升學員的教學設計能力與信息化教學資源的設計和開發能力,為促進信息技術與中小學學科教學的有效整合、提高教師專業化發展水平奠定理論、方法和技術基礎。具體來說,通過約50個學時的培訓后,學員應能做到:a了解教育技術、教育技術能力、信息技術與課程整合、教師專業發展等基本概念;b掌握教學設計的過程及其關鍵環節;c能利用相關概念和原理,完成一節課或一個專題的信息技術與課程整合的教學設計方案,并予實施或展示;d掌握常用媒體的特點以及其對教與學的支持作用;e能熟練操作網絡工具搜集教學資源,運用多媒體工具對文本、圖片、聲音、動畫等進行簡單處理,運用簡單的課件制作工具或網頁制作工具整合教學資源。
(2)學員特征和學習需要分析
參加本次培訓的學員共有30名,其中語文、數學、外語教師各10名,來自河南省周口市下轄的兩縣一區的城鎮中小學。調查發現,學員具備基本的計算機操作能力,經常使用網絡搜索信息,對Word、Powerpoint等軟件比較熟悉,但對Flash、Dreamweaver等軟件的掌握程度不高,對教育技術能力、信息技術與課程整合、教師專業發展等概念的理解也比較模糊。從學員自身來看,他們具有明確的學習目標,對培訓內容具有濃厚的興趣,對通過培訓提高教學技能和促進個人發展的愿望比較強烈。
(3)教材分析
本次培訓使用的教材是由北京師范大學何克抗教授編寫的《教育技術培訓教程》(教學人員版•初級),主要包括教學設計方案、教學媒體選擇、教學資源收集與整合、教學設計成果、主題(單元)教學設計、教學設計的實施與評價等內容,同時配套有教學光盤和網絡教學平臺。該教材以教學設計的過程與方法為主線,以完成一節信息技術與課程整合的教學設計方案為真實任務,充分運用信息技術支持教師的教和學生的學,強調任務驅動、能力培養,突出實際操作。
2 建立學習共同體
根據學員的學科知識背景分布情況,為最大程度地發揮網絡學習共同體的優勢,我們將學員分為語文組、數學組和外語組,每組10人,并推選1名負責人。然后,按分組情況建立三個“學習共同體”,教師和小組負責人為共同體的領導者,負責指導、組織、監督“共同活動”的情況。事實上,這只是“學習共同體”在形式上的建立,要成為真正意義上的“學習共同體”,還需經過一定的“共同活動”和實踐歷練。
另外,為確保共同體成員可以進行討論、交流、協作,共同建構知識,同時提供了支持學習活動的技術工具和資源,如我們自行開發的“教育技術能力培訓網絡平臺”;Baidu、Google等資源搜索工具;E-mail、QQ等通信工具;Diigo、概念圖(Concept map)等認知工具以及各種數字化學習資源等。全體學員熟悉網絡教學平臺、信息技術工具和相關軟件的操作和使用方法,為順利實施培訓活動做好準備。
3 確定培訓主題
“培訓主題”是共同體活動目標的焦點和引領物,由共同體組織者發起或受到廣大成員共同關注[6],由培訓目標和培訓內容共同決定。在“共同活動”開始前,“學習共同體”的成員在培訓教師的指導下,根據培訓目標和個人學習需要,結合學科知識和教學實踐,確定若干主題。如數學組確定了這樣一個主題:通過觀摩小學五年級數學“圖形面積計算與應用”教學案例,體會信息技術在課堂教學中的應用效果,通過交流、討論和協作,總結概括出促進信息技術與小學數學教學有效整合的策略,并在此基礎上,開展信息技術與課程整合的教學方案設計和實踐。
需要說明的是,考慮到不同學科的特殊要求,各共同體選定的培訓主題可能不盡相同,但無論什么類型的主題,都必須有利于達到培訓目標和體現培訓內容。
4 開展共同活動
“共同活動”是凝聚共同體成員的過程體驗,把共同體從“資源集散地”向“交互參與場所”轉變的關鍵[7],是基于網絡學習共同體的教育技術能力培訓全過程的核心。“共同活動”要突出能力培養和促進群體共同發展的指導思想,以事先確定的“培訓主題”為內容。共同體成員根據特定的規則和分工,充分利用各種資源和信息技術工具,采取任務驅動、案例觀摩、課題研究、課例討論等方式開展“成員互動學習”、“個人自主學習”等,并通過交流、展示活動成果,最終形成對“培訓主題”的全面理解和掌握。
下面,筆者以語文組確定的觀摩“開天辟地”教學案例這一主題為例,介紹網絡學習共同體中“共同活動”的開展情況。
(1)活動前,培訓教師認真觀摩案例,找到案例中的關鍵性問題并預測活動過程中可能出現的狀況。
(2)借助網絡培訓平臺等相關工具及教學資源,共同體全體成員觀摩“開天辟地”一課的教學案例,培訓教師視情況給予必要的指導和提示。
(3)案例觀摩后,培訓教師提出如下問題:
a 信息技術的運用是否適合當前的教學目標、教學內容與學習者的特征和需要?信息技術起到了怎樣的作用?
b 案例中信息技術的運用可能會對學生產生哪些不利影響?如果您作為教師,應當如何合理地運用信息技術,實施信息技術與課程整合?
c案例中教師是如何促進學生學習的?請您從資源庫、技術支持、教師輔導和同伴協作等方面考慮是否合理?
(4)在培訓教師的指導下,學員利用網絡培訓平臺、信息技術工具和資源圍繞上述問題開展討論、交流,并通過共同體成員之間的協作,總結概括出問題的答案。
(5)學員選擇感興趣的內容,在培訓教師的指導和共同體成員的互助下,開展信息技術與課程整合教學方案設計,進行教學實踐或展示設計成果。
(6)借助相關技術工具介紹個人實踐或展示設計成果,共同體成員進行評價討論,相互學習、相互促進、共同提高。
5 培訓評價
培訓評價是教育技術能力培訓的重要環節,一般包括過程性評價和總結性評價。教育技術能力培訓評價要以培訓目標為指導,根據培訓內容,采取多種形式和方法,注重對“信息技術與課程整合的教學設計能力、信息化教學資源的設計和開發能力”的評價,淡化單純的“知識考查”。
在本次培訓中,過程性評價主要考查學員在“共同活動”過程中的表現,如自學能力、小組合作學習表現、作業能力等,評價結果由培訓教師點評、共同體內部其他成員評價、個人自評和由網絡平臺記錄的成員活動情況等決定,同時及時向學員反饋意見。總結性評價則是考核學員運用所學知識解決具體教學問題的能力,一般是學員展示一節信息技術與課程整合的教學設計方案或開展一堂信息技術與課程整合的教學,由培訓教師和共同體其他成員做出等級評判。
6.修改和完善
開展培訓效果評價(包括過程性評價和總結性評價),目的是為了了解和掌握“共同活動”情況、技術工具和資源對“共同活動”的支持情況以及培訓效果等。同時根據評價結果,對培訓目標、培訓內容、培訓方法,技術工具和資源支持,共同體成員的互動方式等進行調整和完善,保證網絡學習共同體的良性運轉,從而提高培訓的質量和效果。
四 培訓總結與反思
為了解本次教育技術能力培訓的效果以及存在的問題和不足,為后續培訓提供可借鑒的經驗。培訓結束后,我們對參加培訓的30名學員進行了調查。結合調查結果和個人教學體會,筆者對本次培訓進行了總結和反思。
1 培訓模式較為新穎,對學員的操作技能要求較高
學員普遍認為,基于網絡學習共同體的培訓模式比較新穎,有利于提高學員的學習興趣、培養解決問題的能力、成員之間相互學習和共同提高;同時,也有不少學員認為該模式對操作技能的要求較高,受自身的信息技術水平的制約,活動過程中雖有其他成員的協助,但部分學員仍疲于應付,影響了培訓效果。
事實上,由于培訓中“共同活動”的開展大都依賴于網絡培訓平臺、信息技術工具和數字化資源,所以對學員的操作技能要求相對較高。本次培訓周期較短,內容豐富,任務繁重,不可能專門進行信息技術操作技能的培訓。對于信息技術水平較低的學員,在培訓過程中,一般由培訓教師和共同體內部的其他成員進行指導和幫助,但效果不甚理想。針對這種情況,筆者經過反思后設想,若將該培訓模式在教育技術能力中級培訓或高級培訓中加以應用,效果可能會更佳。
2 培訓內容須緊密結合實踐,培訓方法應多樣化
“理論與實踐脫節”是當前教育技術能力培訓存在的突出問題之一。為避免陷入這一誤區,本次培訓的主題都是根據培訓目標、培訓內容以及中小學教學實踐精心選定的,如上述“開天辟地”、“圖形面積計算的應用”教學案例等。不少學員認為本次培訓的內容與教學實踐的聯系較為緊密,將理論、技術與應用有機結合起來,學員切實體驗到如何將理論與技術應用于教育教學實踐,學會了將之遷移到自己教學中去的方法,對于提升個人的教學技能具有一定的促進作用。
另外,還有不少學員認為本次培訓采取以“共同活動”為載體,在相互討論、交流、協作中培養教育技術能力的培訓方法,符合教育技術能力培訓的內在要求,有利于能力的培養。遺憾的是,由于培訓時間和學員信息技術水平的制約,培訓中主要采用了“案例觀摩”方法,而“任務驅動”和“課題研究”等方法只是簡要介紹,并沒有付諸實施。對此,筆者認為,應綜合考慮培訓目標、培訓內容和學習者特征等因素,在條件允許的情況下,將多種培訓方法有機結合,取長補短,從而提高培訓的質量和效率。
3 實現“跟蹤指導和支持”,“促進群體共同發展”存在困難
提供高質量的“跟蹤指導和支持”,“促進群體共同發展”是基于網絡學習共同體培訓模式的特色,也是應對當前我國教育技術能力培訓實踐中存在的問題的有力“武器”。
通過培訓,大部分學員認為自身的教學設計能力、信息化資源的設計和開發能力有了一定程度的提高,但是仍然不是很熟。因此,不少學員擔心在教學應用中遇到困難時,無法得到及時有效的指導和幫助。從理論上講,通過網絡學習共同體可以建立教育技術能力培訓后續跟蹤指導和支持機制,借助相應的硬件設施和技術工具,培訓教師和學員可以定期開展應用交流活動,分享各自擁有的資源和經驗,學科背景相近的學員還可以進行深層次的協作,從而促進全體成員(包括培訓教師)之間相互學習、共同提高,實現“以個體發展帶動群體共同發展”的目標。但從現實情況看,由于硬件設施建設參差不齊、教學(學習)資源缺乏、網絡培訓平臺建設落后等因素的制約,要實現及時有效的后續跟蹤指導和支持,促進學員群體共同發展還存在困難。這些都需要在以后的教育技術能力培訓實踐中不斷加以改進和完善。
基于網絡學習共同體開展中小學教師教育技術能力培訓,既包括筆者對當前我國教育技術能力培訓現狀的理性思考,也包括對教育技術能力培訓的實踐探索和嘗試。本次培訓雖然取得了一定成效,但也存在著問題和不足。事實上,在當前基礎教育信息化區域建設不均衡、培訓教師力量薄弱、高質量的教學(學習)資源匱乏的情況下,在全國范圍內開展涉及上千萬中小學教師的教育技術能力培訓,存在一些問題和不足是正常的。我們有理由相信,隨著基礎教育信息化建設的全面推進以及農村中小現代遠程教育工程的實施應用,教育技術能力培訓的意義和價值會更加凸顯、方式和方法會更加科學、技術和手段會更加先進、效果和質量會更加優化、體制和機制會更加完善,對促進我國基礎教育跨越式發展的貢獻也將越來越大!
參考文獻
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[3] 王陸.虛擬學習社區原理與應用[M].北京:高等教育出版社,
2004.
一、運用地理實證材料開展地理德育的原則
1. 理論聯系實際原則。源自學生生活實踐的素材有利于引導學生主動關注身邊的地理現象和反省自身平時的行為習慣,提高人文素養。例如,學生去廈門周邊的生態農業園開展社會實踐,教師可以引導學生思考當地農作物、民居和飲食習慣與自然環境的關系,開展地理美育,讓學生感受人類生產生活與自然和諧之美,既放松心情又提升人文素養。
2. 直觀性原則。依據課標要求選材,材料要符合學生認知規律。例如城市學生對河流地貌感到很抽象,教師可以剪輯來自CCTV 10《地理?中國》欄目的影視資料《“蛇曲”幻影》,選取的視頻資料形象直觀,能化抽象為形象,有助于提高學生探索地理問題的熱情。
3. 典型性原則。材料展示的地理現象形成過程應具有探究性,能揭示地理原理與規律。原因分析應具有一定懸念,有助于開展探究。
4.新穎性原則。地理素材要有時代感,能引導學生關注國際熱點和中國當下經濟建設熱點和環境問題。
5.師生互動原則。材料運用過程中要避免借助多媒體技術大容量滿堂灌。
二、基于網絡技術收集高中地理實證材料的途徑
高中地理實證材料有源自學生科技創新大賽或研究性學習成果以及社會實踐的所思所感,源自熱播或經典影視,源自學科專業網站、權威期刊論文或媒體文章,源自課堂、微信、QQ、微博互動交流產生的新資源。
現在越來越多的學生擁有了手機,教師可以引導學生利用手機學地理:告訴學生一些與地理有關的微信公眾號,如“中國國家地理”“旅游地理”;建立微信流地理學習心得,依據交流情況給予學生一定獎勵,對提供地理信息最有用的學生授予“信息高手”稱號,對善于點評、總結反思的學生授予“學習之星”稱號等。
三、基于網絡環境的地理德育實證研究
以人教版必修1“合理利用水資源”為例,本節課主要是通過三個活動任務驅動,達成本節學習目標。
活動1:新課導入。交流前置作業――“以色列水資源利用”,學生展示用手機下載的優酷視頻“以色列滴灌農業”的視頻剪輯。學生在了解以色列高科技農業的同時,認識到可持續發展需要科學發展觀,也需要科技支撐。
活動2:運用學生科技創新大賽獲獎作品 “湖清淤設想”啟迪學生思考如何保護水資源。學生可以上網收集湖相關資料,整合資源,發表自己的觀點。通過對當地廈門島內最大水域――湖水污染防治這一問題的研究,可以幫助學生形成正確的環境觀、發展觀,并推動課外地理學習研究和青少年科技創新活動的進一步開展。學生在由課堂向課外延伸的學習思考過程中生成的資源是德育的寶貴素材,源于學生,用于學生。特別是同學中的奇思妙想竟然獲獎,這極大鼓舞了學生勇于探索的精神。這些青少年科技創新大賽素材是中學地理實證教學資源的來源之一,運用這些素材有利于在課堂中導入校本化的探究性學習。
活動3:聯系教材素材 “沙特拖用南極冰山解決淡水危機設想”,引導學生收集資料,課前利用微信群小組交流,然后在課堂上進行組際交流。學生探究該設想的可行性,如果可行,引導學生分析運輸冰山之前必須解決的技術問題有哪些;運用已有的洋流相關知識,分組設計運送冰山的路線。這有利于激發學生探究問題的興趣,引導學生聯系相關知識,解決問題,培養學生的創造性思維,同時引導學生自主學習,學會合作學習,通過分析反思毀壞冰山對全球環境造成的影響,培養綜合反思和批判能力。通過類似科學研究的方法,培養求實的科學精神和嚴謹的科學態度。在探究如何利用南極冰山解決沙特缺水問題的過程中,充分發揮了學生的想像力;設計運送冰山路線,又可以鞏固洋流分布規律知識。通過該活動,學生深刻認識到合理利用水資源要因地制宜,開源節流。
【關鍵詞】 慢性心力衰竭; 腦鈉尿肽; 美托洛爾
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
眾所周知,CHF不是一個不可逆的心臟病終末過程。其治療關鍵是阻斷神經內分泌激活。而美多洛爾的應用是主要手段之一。大量研究表明,血漿B型鈉尿肽(BNP)水平是左室收縮及舒張功能不全患者篩選,療效評估及預后的一個有效指標。因此,本研究旨在探討美多洛爾在慢性心衰中對BNP、心功能的影響。
1 資料與方法
1.1 對象:2005年7月至2006年2月本院門診及住院患者30例。入選前未用美托洛爾,CHF診斷按Framingham標準。心功能按NYHA標準分級。隨機分為:基礎組(16例),美托洛爾組(14例)其臨床特征見表1。均除外3個月之內的心肌梗死,心瓣膜病,肥厚性心肌病,慢性腎功能不全,慢性阻塞性肺病,糖尿病,心率<60次/min,Ⅱ~Ⅲ度房室傳導阻滯,收縮壓<100mmHg,支氣管哮喘,性低血壓等。
表1 入選患者臨床特征(略)
1.2 方法:兩組分別給予相應治療,治療前后隨訪并測BNP水平和心功能評估。
1.2.1 治療方法:①基礎組:予血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)、利尿劑、洋地黃制劑等。②美托洛爾組:同基礎組并加用倍他樂克6.25mg Bid。如病情穩定,劑量增至12.5mg Bid。2~4月后逐漸增量至25~50mg Bid 達最大耐受量后維持治療。觀察期3個月。
1.2.2 BNP測定:取靜脈血用1g/L 的乙二胺四乙酸二鈉(EDTA—NA2)抗凝,并用400MIUA的抑制肽酶活性,用自動α免疫計數器低溫離心機將全血離心(速度為4500r/min)后立即分離出血漿置入-20℃低溫保存。由實驗室技師將血樣本統一LJJJ 編號后測試。血漿BNP放射免疫分析測定盒購自美國鳳凰公司。
1.3 統計學處理:所測數據以±s表示。組間采用t(或較正t)檢驗與方差分析,P<0.05表示差別有顯著性。
2 結 果
2.1 隨訪與用藥情況:二組均完成3個月治療及隨訪。美托洛爾組用量12.5~50mg/d。
2.2 BNP水平變化:兩組患者治療后血漿BNP水平較治療前明顯下降(P <0.05)。基礎組與美托洛爾組間血漿BNP下降程度差異明顯(P<0.05)。
表2 兩組治療前后BNP水平的變化(略)
2.3 心功能變化:NYHA心功能分級基礎組治療前Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ為0/7/9/0。治療后為0/10/6/0無明顯變化(P>0.05);美托洛爾組治療前Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ為0/6/8/0,治療后改善為4/6/4/0(P<0.05)。
表3 兩組治療前后血漿BNP水平下降百分率比較(略)
[關鍵詞] 重組粒細胞集落刺激因子;再生障礙性貧血;感染;免疫功能
[中圖分類號] R556 [文獻標識碼] A [文章編號] 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
再生障礙性貧血(aplastic anemia,AA)是血液系統較為常見的惡性疾病,多見于兒童群體,主要是由于多種因素引起的骨髓造血功能障礙,其特征為外周血全血細胞減少,故AA多合并感染的發生,會進一步對造血功能產生較大損害[1]。主要臨床表現為貧血、感染、出血、發熱等,若不及時治療,對患者健康造成嚴重影響,甚至危及其生命。因此,采取合理有效的治療措施,以防治感染、促進造血功能恢復顯得尤為重要。重組人粒細胞集落刺激因子(recombinant human granulocyte colony stimulating factor,rhG-CSF)是機體的造血因子之一,對增強中性細胞功能及促進造血干細胞增殖具有重要作用[2-3]。為探討rhG-CSF對AA并感染患者免疫功能的影響,本研究將海南省人民醫院(以下簡稱“我院”)收治的AA并感染患者140例作為研究對象,對其進行rhG-CSF治療,取得滿意效果,現報道如下:
1 資料與方法
1.1 一般資料
回顧性調查分析2011年1月~2014年6月我院收治的140例再生障礙性貧血并感染患者資料。入選標準:①符合《內科學》中關于AA的臨床診斷標準[4];②由臨床癥狀、病理檢查等確診;③無精神疾病史。排除標準:①對免疫抑制劑或激素過敏者;②合并有高血壓、糖尿病等其他非感染性疾病者;③有嚴重肝腎功能障礙者;④妊娠及哺乳期婦女。將140例患者按治療方式分為實驗組(72例)和對照組(68例),實驗組男43例,女29例;年齡23~49歲,平均(32.6±7.8)歲;上呼吸道感染19例,肺部感染14例,口腔黏膜感染13例,胃腸道感染12例,敗血癥14例。對照組男41例,女27例;年齡21~46歲,平均(31.8±7.6)歲;上呼吸道感染17例,肺部感染12例,口腔黏膜感染13例,胃腸道感染11例,敗血癥15例。兩組性別、年齡、感染情況比較差異無統計學意義(P > 0.05),具有可比性。
1.2治療方法
兩組患者均采用營養支持、抗感染等常規對癥治療。對照組采用環孢霉素(天津市中央藥業有限公司,批準文號:20093879)治療,5 mg/kg,2次/d,維持血藥濃度為150~300 mg/mL,持續外周血細胞計數升高達平臺期后逐漸減量;潑尼松龍片(上海信誼藥廠有限公司,批準文號:20150906)每天1 mg/mL,連續治療15 d后逐漸減量,至1個月后停用。實驗組采用刺激因子聯合環孢霉素治療,給予rhG-CSF5(上海三維生物技術有限公司,批準文號:20150629),每天5 μg/kg,同時服用環孢霉素,5 mg/kg,2次/d,連續治療3個月。
1.3 觀察指標和判斷標準
外周血象及T細胞亞群變化分別于治療前和治療后3個月進行檢測,血常規檢查采集2 mL靜脈血,用EDTA管抗凝,T細胞亞群檢查采用流式細胞儀。
比較兩組感染相關死亡率、克隆性演變發生率,其中,克隆性演變包括骨髓增生異常綜合征、夜間陣發性血紅蛋白尿及急性髓系白血病等。
臨床療效根據1987年第四屆全國再障學術會議修訂的《再生障礙性貧血診斷標準與療效標準》[5]。基本治愈:貧血、出血等臨床癥狀完全消失,白細胞(WBC)水平達到4×109/L左右,血小板(PLT)達80×109/L,隨訪1年以上沒有復發者;②顯效:臨床癥狀顯著改善,PLT比治療前有明顯增加,WBC達3.5×109/L,隨訪3個月病情穩定或繼續進步者;③有效:出血及貧血癥狀明顯好轉且基本穩定,在不輸血情況下血紅蛋白(Hb)較治療前1個月增長30 g/L以上,并維持3個月不變;④無效:臨床癥狀未見明顯好轉或加重。總有效=基本治愈+顯效+有效。兩組均在治療1年后評定療效。
1.4 統計學方法
采用SPSS 20.0統計學軟件進行數據分析,計量資料數據用均數±標準差(x±s)表示,兩組間比較采用t檢驗;計數資料用率表示,組間比較采用χ2檢驗;等級資料采用秩和檢驗。以P < 0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 兩組治療1年后臨床療效比較
實驗組總有效率為95.83%,對照組總有效率為76.47%,實驗組明顯優于對照組(P < 0.05)。
2.2 兩組感染相關死亡率比較
治療后實驗組感染相關死亡率為4.17%,對照組感染相關死亡率為14.71%,實驗組低于對照組,但兩組比較差異無統計學意義(P > 0.05)。
2.3 兩組克隆性演變發生率比較
治療后實驗組克隆性演變發生率為9.72%,對照組克隆性演變發生率為2.94%,實驗組高于對照組,但兩組比較差異無統計學意義(P > 0.05)。
2.4 兩組外周血象及T細胞亞群變化比較
治療前兩組外周血WBC、PLT、Hb及T細胞亞群CD3+、CD4+、CD8+水平差異均無統計學意義(P > 0.05);治療后兩組WBC、PLT、Hb較治療前升高,T細胞亞群CD3+、CD4+較治療前下降,而CD8+較治療前顯著升高,差異均有統計學意義(P < 0.05);實驗組治療后WBC、PLT、Hb、CD8+水平明顯高于對照組,CD3+、CD4+明顯低于對照組,差異有統計學意義(P < 0.05)。見表4。
3 討論
AA是惡性血液疾病常見的類型之一,AA的發病機制較復雜,主要與以下三點有關:①“種子”學說[6],即骨骼中造血干細胞缺陷;②“土壤”學說[7],即骨髓造血微環境出現異常;③“蟲子”學說[8],即機體的免疫功能異常。其中,免疫功能異常被臨床認為是AA主要的發病機制,因此,目前臨床多采用免疫抑制療法(immuno suppressive therapy,IST)和造血干細胞移植(hema-topoietic stem cell transplantation,HSCT)作為最佳的治療方法,但由于HSCT費用較高及來源困難等,使得IST成為臨床主要的治療手段[9-10]。
抗胸腺球蛋白主要是通過T淋巴細胞促進造血干細胞生長,增強造血生長因子的敏感性[11]。環孢霉素A屬免疫抑制劑,主要通過抑制T淋巴細胞的增殖,從而降低γ干擾素(IFN-)及白介素-2(IL-2)的產生[12]。采用rhG-CSF聯合環孢霉素治療,較單一采用環孢霉素治療效果更為顯著,可加強T淋巴細胞毒性,最大程度提高藥物療效,對AA的臨床治療效果具有極為重要的作用[13]。但是由于AA患者具有中性粒細胞缺乏的特點,因而機體自身抵抗力低下,極易發生感染[14]。因此,感染發生后,應在短時間內及時控制感染,以促進造血功能恢復,是AA治療的關鍵。
rhG-CSF是一種造血生長因子,能有效促進造血干細胞的增殖、分化及成熟,從而促進骨髓造血功能恢復[15-16]。本研究顯示,rhG-CSF具有以下幾點作用機制:①促進中性粒細胞釋放花生四烯酸及白細胞堿性磷酸酶,從而產生中性粒細胞超氧陰離子;②刺激中性粒細胞增殖和分化,從而增強成熟粒細胞吞噬作用;③增加白細胞數量的同時,增加白細胞的黏附性,發揮抗感染作用。故rhG-CSF對AA并感染患者的治療具有極為重要的意義[17]。相關研究認為,將rhG-CSF應用于AA合并感染患者治療中不僅效果顯著,同時安全性和可行性也較好[18-19]。
本研究結果顯示,實驗組總有效率明顯高于對照組,表明rhG-CSF聯合免疫抑制法較單一采用免疫抑制法治療效果顯著。實驗組感染相關死亡率低于對照組,但兩組比較無顯著差異(P > 0.05),這可能與樣本量較小有關。rhG-CSF具有一定的不良反應,本研究顯示,實驗組克隆演變發生率高于對照組,兩組比較無顯著差異(P > 0.05),說明本研究結果不支持rhG-CSF與免疫抑制法聯用時增加克隆性疾病發生率的觀點。另外在本研究中,治療后,實驗組外周血象WBC、PLT、Hb升高幅度優于對照組,且T細胞亞群CD3+、CD4+、CD8+改善幅度優于對照組,與相關研究結果一致[20-21]。進一步表明,rhG-CSF聯合環孢霉素較單獨采用環孢霉素治療效果更為顯著,更能有效提高AA并感染患者的免疫力,這可能與rhG-CSF加快造血功能恢復有關。
綜上所述,采用免疫抑制法聯合rhG-CSF對AA并感染患者進行治療,能有效提高治療效果,降低感染導致死亡的發生率,且克隆性疾病的發生率增高不明顯,從而促進免疫功能恢復,對臨床進一步推廣使用具有一定價值。
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