学文网数学家故事论文例1
近几年来,我一直担任大学本科理科班小学教育专业的《数学史概论》课程。在教学中,根据学生实际情况进行了开放式教学,采用为数学家写小传、学生参与科研课题、布置开放作业、进行数学故事会等授课方法,收到良好的教学效果。
一、为数学家写小传
数学史不仅仅是单纯的数学成就的编年记录,数学史中蕴含着科学探索过程、科学知识的产生和发展及数学家深邃的思想、科学态度和科学精神,积淀着极其丰厚的人文教育营养。数学的发展决不是一帆风顺的,在更多的情况下是充满犹豫和徘徊,要经历艰难曲折,甚至面临着危机,数学史也是数学家们克服困难和战胜危机的斗争记录。从数学发展史可以看到数学的每项成就都是时代的产物,都离不开经验和教训,每项重大的发明和创造都有其历史的必然性,都是在别人的基础之上研究的成果。同时,也应看到,在数学史上有许多杰出的人物对数学的发展作出了不可磨灭的贡献。他们那种一丝不苟、乐于奉献、不畏坚难的追求知识的精神,对学生有极大的教育意义。
教学中,我让学生为数学家写小传,先后写过刘微、泰勒斯、毕达哥拉斯、阿基米德、欧几里德、牛顿、莱布尼茨、高斯、欧拉、阿贝尔、魏尔斯特拉斯等等。把这些数学家的事迹及数学成就串联在一起,就是一部数学发展史。下面是学生写的高斯小传。
二、师生合作科研
大学生不仅要学会课本知识,还要学会如何搞科研。中学时间紧,谈不上搞科研,学生根本没有自己可支配的时间。大学生情况就不一样了,学生有较多的自己可支配的时间。去年我担任了河北省教育学会“十一五”教育科研立项课题:“中学数学思想方法的研究”的主持人。在立项时,我就吸收了两名学生,为了充分调动全体学生的积极性以及参与科研的意识,从课题的选题、填表、审报、写开题报告、阶段性成果汇报到结题报告书写以及参加鉴定会,都让学生参与,并定期召开会议,公布课题研究进展情况。从2007年9月到2009年6月近两年的时间里,本课题组把中学数学中数学思想方法进行了总结,达二十多种,我还让学生把一些思想方法编成歌诀的形式,以方便学生的记忆,效果很好。该课题于2009年6月结题并顺利通过专家鉴定。我们还把研究的成果写成论文“论中学数学思想方法”发表在《科技信息》上。
通过这一个课题的研究让学生全部了解到整个科学研究的过程,对于今后学生进一步深造撰写毕业论文以及搞教学研究都是十分有益的。
三、布置开放作业
作业是学生学习过程中对知识再认识的过程,是学生学习过程中不可缺少的一部分,是教学过程中的一个重要环节。这一教材没有作业,我所布置的作业好多是开放性的,例如:“论述费马大定理的内容及研究过程”、“简述非欧几何的创立”、“介绍欧拉的生平及数学成就”、“简述庞加莱的数学成就”、“20世纪数学发展的主要特点”、“数学有那些猜想,研究进展如何”。“数学史上有哪三次危机”
这些作业,需要学生上网查资料,还要到***书馆查阅书籍才能完成,每一道题,就是一个小的研究课题。这样唤起了学生科学研究的愿望,使教育的外因转化为学生的内在动力,变必需的学习任务为学生内在的自觉的要求,学生的作业兴趣浓厚了。这样的作业形式,挖掘了每个学生的潜力,对于提高学生科研能力是很有好处的。
四、开展数学故事会
数学故事会是非常受学生欢迎的一种科技活动形式。数学故事会主要是增加学生对数学的兴趣,提高他们学习数学的积极性,开扩他们的眼界,激发他们的想象力。
数学故事会的内容可以包括数学家的故事、数学发现的故事、数学游戏故事、数学童话故事、数学科幻小说等。数学故事一定要突出故事性,情节要引人入胜,还要强调语化。
不同的数学故事有不同的特点。比如数学家的故事是以介绍数学家生平事迹为主要对象,记人也记事。通过动人的事迹、典型的事例,表现出他们不断进取、无私奉献的精神,表现出他们高尚的道德品质和理想情操,再现数学家的形象,使学生从中汲取力量,得到教益。象大数学家欧拉的故事,就很鼓舞人,攻克费尔马猜想,使之成为大定理的过程也很艰难也是十分有趣的。
每两章进行一次“趣味数学故事会”,激励学生查阅搜集有趣的数学材料,并将这些材料进行梳理与整合,写出有趣的数学故事,以便在故事会上演讲。
丰富多彩的课堂教学形式,极大地激发了学生学习数学史,研究数学史的积极性,使一门枯燥无闻的课程变得生动有趣。
数学家故事论文例2
《数学家苏步青的故事》是语文阅读文章，语文教师在课堂教学中，可以采用跨文本阅读的方法，以使小学生的形象思维展开，通过发挥丰富的想象力，以从这篇阅读文章中体会到深刻的道理。
一、语文阅读课程采用跨文本的教学方法
要使小学生能够认真地在课堂上听教师讲课，如果不对于课堂教学巧妙设计，是很难让他们集中注意力的。小学生思维单纯，但是具有丰富的想象力。对于正处于活泼好动年龄段的他们，一切的事物都是新奇的。此时，如果对于小学生进行综合能力开发，能够获得良好的效果。小学的阅读课程的目的，是要提高读文识字的能力，通过各种感人的故事来净化小学生的心灵，使他们在教师的引导下领悟到故事中所蕴含的道理，从中受到鼓舞和启发，从而激发起他们探索的欲望和努力学习的决心。采用跨文本阅读的教学方法，是与课文题材相关的文章搜集出来加以整理作为语文阅读课堂辅助教学，主要是为了激发起小学生对于阅读课的兴趣。只有从心理上接受并形成认知，才能够达到良好的课堂教学预期效果。
二、《数学家苏步青的故事》教学设计
（一）以苏步青童年的故事作为课堂教学的开场白
教师在对于《数学家苏步青的故事》展开教学之前，要以其童年的故事来吸引学生的注意力。
教师：“今天在讲课之前，我要给同学们讲一个故事。”当小学生听到有故事可听的时候，很快地就会将注意力集中到老师这里，洗耳恭听。教师看到小学生们已经准备好听故事了，就继续讲：“有一位出生在一个农民家庭。由于家里贫穷，孩子众多，作为家里的次子，就要承担起家庭的担子。在他的童年时期，就是在各种劳作中度过的。但是，因为他每天几乎都会从私塾路过，听着教室里面朗朗的读书声，他总是情不自禁地跑到窗外，静静地站在那里听着。渐渐地，他就入了迷，直到私塾内的小朋友已经放学回家了，他才回过神来，然后就扛起自己的割的草回家了。他非常珍惜可以在窗外听书的时光，并默默地将知识记了下来。三年过去了，父亲见这个孩子实在是喜欢读书，就把家里把大米省了下来，换一点钱让他去读书。从家到学校要走100里的路程，可是小孩子即使感觉辛苦也没有抱怨过，而是更加努力地学习。”
讲到这里，教师向听得入神的小学生提出问题：“请问哪位小朋友知道故事的主人公？”此时，小学生会说出自己的答案。小学生回答问题的答案如果偏离了课堂内容主题，教师要及时提醒：“故事的主人公是我国著名的数学家。”
采用这种引导方式，可以让小学生***思考，并积极而主动地跟随教师的思维。经过一步一步地启发，“苏步青”的名字终于浮出了水面。
（二）数学家苏步青在诗词歌赋方面的造诣
“苏步青是我国著名的数学家，其数学成就是被世界学术界所公认的。尤其是对于微分几何学研究所获得的成果，已经接近了世界水平，部分甚至超过了世界水平。苏步青的这些学术成就不仅与其成长的环境有关，更与其坚毅不拔的意志力具有极为密切的关系。”
此时，教师将话锋一转：“那么，请同学们想一想，苏步青除了在数学研究上获得很高的成就，在其他方面呢？”
当小学生了解了苏步青的童年以及对于其后来数学研究的影响之后，听到教师提问了第二个问题，就会再一次陷入深深的思考中。教师可以适当地给予提醒：“中国是具有传统文化的国家，苏步青喜欢数学，却没有抛弃中国的传统文化。”如果此时小学生仍然没有正确的答案，教师则要进一步引导：“中国古人最擅长什么呢？”此时，答案就自然出来了：“诗词歌赋。”
教师讲解：“是的，苏步青善于数学，但是对于文学却非常感兴趣，特别是中国的四大名著，都不知道翻阅了多少遍了。‘三十年前在贵州，曾因奇异点生愁，如今老去申江日，喜见故人争上游。’ 这首小诗是苏步青在将《射影几何概论》（英文版）赠送给自己的学生的时候，题写在扉页上的。”
（三）有关苏步青趣闻
此部分已经接近课堂的尾声，为了调节一下课堂气氛，教师可以讲一讲苏步青的趣闻：“当苏步青站在讲台上给学生讲课的时候，学生往往议论对多的就是他身上的补丁。这些补丁很有特点，都是一些几何***形。一些顽皮的学生不免会研究苏老师身上的几何***形，竟然还会发现‘螺旋形曲线’。”
当讲到这里的时候，小学生不免会露出笑容，教师接着讲：“苏步青白天授课，晚上就会在破庙的香案上进行自己的数学研究，《射影曲线概论》就是在这种环境条件下诞生的。”
三、总结
综上所述，本论文对于《数学家苏步青的故事》的教学设计，就是按照新的课程标准要求采用了跨文本教学方式。通过将苏步青的故事进行延伸，并使这位数学家的故事更为贴近生活，使学生快速理解阅读文章的同时，能够从中感悟到更深刻的道理。
数学家故事论文例3
1.中职数学教学的现实情况
现在的诸多中职学生存在数学基础薄弱，并且学生之间的数学基础存在差异，由于大部分中职学生义务教育阶段的数学基础没有打好，导致中职的数学学习难度较大，对中职数学的内容理解程度也是参差不齐。对中职数学的数学定义、定理的接受程度普遍显示较差，与此同时，大部分中职学生对数学的学习没有产生良好的学习习惯，更无从谈及良好的数学知识结构。所以，随着数学深度的不断加大，学生学习数学知识就越吃紧，学生就越反感、厌恶学习数学课程。在这种背景下，学生出现疲于应付考试，以求按时毕业，老师疲于应对学校的教学要求，以求教学任务的完成。目前，在中职学校，教学上以传统教学、讲授式教学、填鸭式教学为主，重视数学定义与定理的讲授，与现实社会生活相结合的案例等很少出现在数学课堂上，学生本就薄弱的基础，加之教学方法的传统，自然课堂内容对学生而言无任何新意而言，无任何吸引力。综上，中职数学的课堂如何吸引学生、如何让学生对中职数学感兴趣，文章所谈的故事教学法成为一种新的尝试而成为一种可能。
2.故事教学法的理论根源
2.1大脑功能分工理论。现代的科学表明，人的大脑分为左脑与右脑，并且左脑与右脑各有不同的分工。大脑功能分工理论认为左脑善于处于处理抽象的事物、逻辑的推理、语言的辨析与学习、文字的处理、数字的分析、次序的整理等，右脑善于处理对颜色的感知、音乐的享受、想象能力的提升、多维度的空间感觉、平面的直觉、***形的处理等。人在做任何一件事情或者处理一件事情时，若想追求效率的提高，那就需要全脑的配合。数学学习中的"数形结合"的方法，强调"数"与"形"相结合就是这个道理。
大脑功能分工理论结合到中职数学就是在数学课堂中引入一些发展右脑的平面直觉的材料，如故事情节和故事情境，进而引起相关兴趣的讨论与研究，引发学生的想象，这样就可以到达"数形"想结合的效果。有助于数学能力的发展，也能促进数学知识的学习，提高学习的效率。
2.2情景模拟教学理论。情景模拟教学法就是根据教学内容，通过设计与现实生活中相类似的场景、人物、事件，让学生进入情景，扮演其中各种角色，进行模拟实战演练，以更好的理解和掌握所学知识并且提高实践能力的一种教学方法。学者布朗曾这样讲到："知识是具有情境性的……知识是处在情境中并在行为中得到进步与发展的。"根据这样理论，理想的教学应是让学生在真实或仿真的活动中，通过观察、工具的应用、角色的扮演来真正获得有用的知识和本领。
在中职数学的课堂上，引入故事教学法，可使学生感到趣味性、实践性、身临其境，把抽象的逻辑定理变为具体的平面感知，使学生从形象的感知中到达理性的思维和顿悟。
2.3新叙事理论。新叙事理论是文学界非常重要的一个理论，是20世纪90年代以来西方的经典与后现代叙事理论，是对结构主义的叙事学的反思，创新与超越。叙事理论是关于叙事的理论和系统的研究，它以不同形式存在。叙事不仅在人文社会科学领域的作用重要，而且在自然科学领域同样可以引用。一般认为那些重要科学理论从根本上说也是类似于故事的。
2.4教育文化理论。布鲁纳晚期的教育文化理论，阐释了布鲁纳早期"认知主义"的教育思想，布鲁纳晚期"文化主义"的教育思想，其核心以三个最重要的概念为基础，它们是：文化、心灵、教育。三者共同构成了布鲁纳教育文化观的基本框架。中职数学教师在数学的授课中可以以"故事"为媒介、操作手段来实施教学。但是需要注意的是数学教学中故事教学法必须与教学内容相一致，依据数学教学内容，从生活、数学史、文学作品等方面中取材，适当地进行创作，经过有效的编写与组织，然后由教师或同学声情并茂地、极富渲染地展现在课堂上。
3.故事教学法符合中职数学的教学大纲要求
"教材内容的选择要贴近学生实际，贴近生活。素材的选取，要便于学生对数学的认识和理解，有利于学习兴趣的提高。……教学方法的选择要从中等职业学校学生的实际出发，要符合学生的认知心理特征，要关注学生数学学习兴趣的激发与保持，……内容的表述要深入浅出、通俗易懂，具有科学性与可读性。"这是中职数学大纲对中职数学教学进行的阐述。
故事教学法在中职数学教学中的应用，基于学生对于中职数学的学习是人脑负责活动的过程，这个过程不是中职数学教师辛苦的讲授，也不是学生被动的"题海战术"完成的。符合教学内容的故事可以提供情境认识，这个过程是教师与学生的双向互动感知，进而吸引学生参与对中职数学的学习，激发学生学习中职数学的兴趣，让中职数学课堂中的沉闷、呆板远离我们。只有学生的兴趣被调动，数学中的抽象逻辑、定义、定理才有可能真正被学生所掌握。
4.故事教学法对中职数学教学的影响
数学家故事论文例4
儿童对未知的世界充满了好奇，在孩子的眼中，花鸟草虫、星光月夜、风霜雨雪都蕴藏着无数的秘密。民间故事用奇特的想象、生动的情节和形象、充满趣味的语言去为儿童创造一个神奇的世界，既丰富了儿童的想象力，同时又满足了他们强烈的好奇心。可以说，民间故事是滋养儿童精神世界的独特方式，是儿童绚丽多彩的精神家园，幸福的童年离不开民间故事的滋养，特别是少数民族地区的儿童。
民间故事是儿童心灵健康成长的重要养分，一个好的民间故事作品会让他们受益终生。优秀的民间故事用温暖的爱来感动人，给人的心灵播撒下真、善、美的种子让人终身受益。民间故事与少数民族地区儿童的精神成长有种天然的契合。周作人说过：“民间故事在儿童生活上之必要，因为这是他们精神上的最自然的食物，倘若不给予，缺损是永远无物能够弥补。可见，没有民间故事的童年，儿童将失去一个飘逸着芬芳的精神世界。因此认为，民间故事在少数民族地区儿童中心有重要的地位。
二、少数民族地区小学语文民间故事教学现状调查与分析
（1）教师缺乏必要的民间故事理论素养。很多小学语文教师对民间故事这种独具魅力的文体知之甚少，缺乏必要的理论素养。具体表现在他们不了解民间故事的发展史，更谈不上阅读与民间故事有关的文学批评等。在调查中了解到，少数民族地区很多语文教师对民间故事这种文体的认识也是模糊不清的，对于什么是民间故事以及民间故事的特点都说不清楚，只是大概认为民间故事语言符合儿童心理，内容生动有趣，有教育意义。
（2）民间故事教学基本目标不明确。语文课程标准是语文教学的基本依据。民间故事作品作为小学语文阅读教学的重要内容，课程标准对不同学段的阅读教学目标要求是不一样的。调查中了解到，大部分教师备课时仅仅参考教参，对课程标准模棱两可，她们对于不同学段文学作品的要求没有整体思考，更多的时候是凭着自己的感觉去教课，这种没有理论指导的教学只能停留在个体经验层面。可见，搞好少数民族地区民间故事教学，必须要明确民间故事教学的基本目标，有了目标，教学才有方向。
（3）无视民间故事文体特征，不把民间故事课文当“民间故事”来教。调查中发现，大部分老师无视民间故事文体特征，认为民间故事教学的思路与其他课文教学思路基本一致。在少数民族地区，民间故事作为一种儿童最喜欢的儿童文学体裁，有其独特的价值。在教学中，教师应该根据民间故事的文体特点采用与之相适应的教学方式，满足学生的心理需求，让民间故事真正走进儿童的心灵世界。
（4）民间故事课外阅读还没有得到应有的重视。调查表明，在少数民族地区，大部分的小学生喜欢民间故事，并且他们认为课外阅读民间故事对他们的课内学习有帮助，大受教育，他们还强烈要求教材中的民间故事再多一些。可见，要加强民间故事课外阅读。
三、改进少数民族地区小学语文民间故事教学的几点思考
（1）提高小学语文教师的民间故事素养。教师民间故事素养的丰厚是民间故事教学获得良好教学效果的基础。遗憾的是，笔者在调研中了解到，大多数教师民间故事理论明显欠缺，他们对民间故事这种文体的特点了解很少，在教学中不能根据民间故事的艺术特征灵活采用与之相适应的教学对策，民间故事教学质量有待提高。教师自身的民间故事素养不足，严重制约了民间故事教学的教学效果。可见，提高教师自身的民间故事素养已经刻不容缓。
（2）优化小学语文民间故事教学的实施策略。语文课堂教学是学习语文的主阵地，民间故事教学是小学语文阅读教学的重要组成部分，是提高小学生语文素养的重要载体。因此，抓好课内民间故事教学是提高民间故事教学质量的必要保障。
数学家故事论文例5
关键词：水上事故；风险预测；类型分析；原因总结；事故再现
预防和避免水上事故时航运界的重要课题。为更好的进行水上事故的分析研究，提高水上交通的安全水平，本文从风险预测、事故分析及建立通航安全数据库三个方面对国内外的有关研究进行了分析，并提出了以建立水上事故数据平台为基础，利用事故再现技术进行事故分析的技术手段。
一、水上事故风险预测
水上事故的风险预测主要指船舶风险评估，即在事故发生前对可能发生的事故进行综合预测。“事故数、沉船事故率、事故死亡人数、沉船率、直接经济损失”是评价水域交通安全状况的主要标准，但以上标准对事故的评价还停留在事后评价阶段。现在，以风险分析为核心的安全评估办法――FSA已经被引入到水运事故预测当中。
在FSA风险评估框架中，水上事故的风险预测方法主要包括事件树分析法、失效模式和影响分析法、故障树分析法等。当前，对水上事故的风险评价主要集中于航道、港口等微观水域。国外大多通过统计回归模型进行船舶风险评估，而国内则主要是利用人工神经网络、模糊理论、故障树分析等进行船舶风险评估，如轩少勇等在贝叶斯概率的基础上结合国内航运、引航单位的水上事故情况对水上事故的发生频率及后果的双重特性的随机性进行了分析，刘大刚等结合模糊综合评价模型提出了大风大浪中航行的船舶的危险度的定量评估模型。
无论是采用智能计算模型还是统计回顾模型进行水上事故风险评估都具有一定的局限性，包括：①不同空间、时间内的水上交通满足的数学分布不同，且回归模型在交通流量增加的情况下准确性也有所降低，导致评估结果不准确；②通航安全数据与事故数据的缺乏使得很多智能算法不能应用，评测可靠性偏低。因此，有必要针对水上事故风险评测方法进行基础性研究。
二、水上事故分析技术
1.水上事故特征分析
当前，大部分国家都建立了本国的水上事故数据管理系统，并要求相关部门及时填写、上报交通事故登记表，根据水上事故数据事故特征统计数据。如英国自1998年起，每年均水上事故统计表，包括不同国籍、吨位的船舶发生的事故次数、事故类型及损失情况等，再通过对统计数据的分析总结水上事故的发生规律及变化趋势，最后对不同类型的船舶提出航行建议。李光辉等通过分析我国1996～2005年的水上事故统计数据（主要为事故数、沉船数、伤亡人数及直接经济损失4项指标），找出了水上事故的宏观规律吧，并结合灰色关联分析法将相关数据进行比较分析，分析了事故情况与经济发展等指标的关联情况。
2.水上事故原因分析
水上事故的原因分析，主要有两种方法：通过事故致因理论研究事故发生机理和从大量事故案例中挖掘致因因素与事故的相关性。
事故致因理论是从典型事故的原因分析中提炼出的事故模型，反映了事故的发生规律，能为事故的预测与安全管理提供较为完整的依据。事故致因论主要包括事故因果连锁论、事故倾向论、轨迹交叉论等。利用数据挖掘的方法对各致因因素的相关性进行分析，是在数据不完整、格式复杂时提出的，可以说，随着数据挖掘措施的不断进步，事故致因分析具有良好的应用前景。
由于水上交通事故分析需要大量的数据支持，尤其是事故发生前后的原始数据的支持，而当前还基本处于定性分析阶段，缺少对事故致因的定量分析。因此，对事故中“人因”的研究还应是事故致因机理的研究关键。
3.事故再现技术
水上事故再现技术是指在事故发生后，利用采集到的航行数据结合计算机技术将事故发生工程以二维或三维的形式重新演示出来。事故再现技术对了解事故致因，明确事故责任具有重要的意义。当前的水上事故再现技术主要有三种：①通过船载VDR、AIS复原事故前后船舶的航向、航迹，模拟碰撞过程；②通过有限元分析，根据航行数据及航道水文与气象条件用数值模拟事故过程；③使用船舶操纵模拟器，结合电子海***再现事故时的通航环境，选择不同的人员进行模拟实验。
尽管国内外早已展开对水上事故再现技术的研究，但以上几种方法仍具有一定的缺陷，结合多个方法来进行水上事故再现能有效弥补单个方法的不足，是可行性较高的方式。
三、水上事故与通航数据库技术
从前文的分析不难看出，不管是事故风险预测还是事故分析，都需要大量的航行数据，因此，建立水上事故与通航数据库也是当前水上事故分析的重要内容。
当前，大部分国家已经建立了本国的水上事故与通航数据库，一般都详细记录了事故的发生日期、位置、时间、天气、船舶信息等。我国也建立了水上交通数据库，记录事故船舶、事故地点、时间、救援情况等信息，但还缺少对通航信息的记录，因此，仍有必要完善事故通航环境数据，结合电子航道建立水上事故空间数据库，直观反映事故特征、规律。
利用现代化信息技术将水上事故以可视化的方式直观的表现出来，使人们能迅速了解某一水域的安全情况，根据水上事故数据库探索事故原因，对增强水上安全具有重要的意义。
四、提高水上航行安全性的策略
（1）建立水上事故数据库时空模型，建立分析水上事故的二维、三维时空数据平台，为水上事故分析提供强大的数据支持，是进行水上事故分析的重要基础。
（2）研究水上交通事故数据的时空特殊性，运用数据挖掘技术分析各致因因素与事故的映射关系，是总结水上事故发生规律和致因因素的重要途径。
（3）结合水上事故的发生规律，引入安全工程与人因工程理论，进行事故中人因因素的量化研究，是探索事故致因机理的工作要点之一，也是难点。
（4）通过有限元分析法，利用船载GPS、VDR、AIS等记录船舶航行数据，建立水上事故仿真建模，开发水上事故再现软件，是进行事故分析的重要手段。
结语：
综上所述，在水上交通日益频繁的今天，只有积极预测水上事故的发生风险，总结水上事故的发生规律，利用现在信息技术建立水上事故数据库，才能促进水上航运的安全，实现国民经济的健康持续发展。
参考文献：
[1] 张汉平，刘传波.浅析内河VTS系统在水上交通事故调查中的应用[J].中国水运（下半月），2011（05）
数学家故事论文例6
中***分类号： TN927?34； TP182 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）03?0104?05
Knowledge base design of fault diagnosis expert system applied to
remote sensing satellite receiving system
HU Meng1， WANG Wanyu2， TAO Sunjie3， WANG Jianping2
（1. The No. 39 Research Institute， China Electronics Technology Group Corporation， Xi’an 710065， China；
2. Institute of Remote Sensing and Digital Earth， Chinese Academy of Science， Beijing 100094， China；
3. Southwest China Institute of Electronic Technology， Chengdu 610036， China）
Abstract： For the fault characteristics of the remote sensing satellite receiving system， the architecture of the fault diagnosis expert system is provided. The fault characteristics of the monitoring information and task flow for system equipments are analyzed， and the system fault tree is established and analyzed， based on which the knowledge base of the fault diagnosis expert system is established with the knowledge representation method of production. The designed fault diagnosis expert system according to this knowledge base has been applied in the actual engineering projects， which can improve the fault diagnosis efficiency of the remote sensing satellite receiving system.
Keywords： receiving system； fault diagnosis； expert system； knowledge base； fault tree
0 引 言
遥感卫星接收系统结构复杂，功能繁多，运行的自动化程度高，且系统中设备之间紧密耦合，一处故障可能引起一系列连锁反应，从而导致系统不能正常工作，影响卫星数据的接收，造成宝贵的卫星数据资源的丢失。
目前，遥感卫星接收系统大多仍采用人工方式进行系统故障诊断，该方式对故障诊断人员技术能力要求高，效率低，已不能适应新的技术发展需求[1]。因此采用先进的智能故障诊断技术，提高遥感卫星接收系统的本地和远程的故障诊断能力，已成为遥感卫星地面接收系统的重要发展趋势，具有重要的研究价值和现实意义。
本文针对遥感卫星接收系统故障诊断智能化、自动化的技术需求，依据遥感卫星接收系统的故障特征，在对已有故障诊断技术进行分析总结的基础上，给出了故障诊断专家系统的架构，并结合实际工程项目完成了故障诊断专家系统知识库的设计和实现。依据该知识库设计的故障诊断专家系统已应用于实际工程项目，提高了遥感卫星接收系统故障诊断的效率。
1 遥感卫星接收系统组成及故障特性分析
遥感卫星接收系统是一类复杂系统，主要由天伺馈系统、跟踪接收系统、测试系统、记录系统和站监控管理系统组成[2]。系统中包含有天线、座架等机械设备，还包含大量各类电子设备，如变频器、解调器、调制器、误码仪、频谱仪、计算机和服务器等设备。站监控管理系统监测和控制系统各设备的状态，各设备在站监控管理系统的控制下完成对遥感卫星数据的跟踪接收任务。典型的遥感卫星接收系统如***1所示。
总体来说，遥感卫星接收系统具有以下故障特性[3]：
（1） 系统组成复杂，结构层次多。与此相对应，系统故障点多、故障类型多、故障状态多、故障因素多，因果关系复杂，快速、高效、准确、可信诊断故障难度高，故障排查、处理决策难度高。
（2） 系统涉及专业领域广，知识构成复杂，知识表述及规则制定等难度大。
（3） 系统处于数据接收的工作状态与等待数据接收状态的交替运行模式，系统不是处于稳定、连续的运行状态之中，故障突发性概率高。
（4） 系统工作受卫星、空间链路、工作环境等外部因素影响大，出现问题时区分内、外部因素难度大。
（5） 故障位置、类型对系统工作的影响程度差别大，故障影响级别的分类、处理决策难度大。
从以上故障特点可知：遥感卫星接收系统的故障具有层次性，而更多的是其形态的多样性和不确定性。为此，将系统的故障诊断分解为故障检测、故障识别和定位、故障处理决策三部分。
故障检测功能利用站监控管理系统、测试系统实现，其主要任务是完成各类信息的采集、记录，包括故障信息、设备状态、任务执行信息、测试结果信息等。
故障识别和定位是根据故障检测结果及知识库信息，经分析、推理确定故障类型（如设备硬件故障、软件故障、设备参数设置错、设备需要标校等）和发生故障的设备。
故障处理决策是在故障识别和定位的基础上，对故障进行解释和评估并提供处理决策。
2 故障诊断专家系统架构设计
故障诊断专家系统主要包括知识库、综合数据库、推理机、解释机、知识获取、故障分类统计评价及人机接口等部分[3]，如***2所示。
知识库包含领域中的大量事实和规则，是领域知识和相关常识性知识的集合，这些知识可以用一种或多种知识表示方法来表示，知识表示方法决定了知识库的组织结构，并直接影响全天整个专家系统的工作效率。
综合数据库存储所有原始特征数据的信息（包含状态监视信息、任务信息、测试信息、设备信息、参数配置信息等）、推理过程中得到的中间信息和解决问题后输出的结果信息等。
推理机是专家系统的组织控制机构，它根据输入信息，运用知识库中的知识，按一定的策略进行推理，完成故障诊断。
解释机能够解释推理过程，并能够询问需要的补充特征信息；此外，还可以解释推理得到的确定性结论，并对诊断结论做评估。
知识获取是专家系统和领域专家及知识工程师的接口，通过它与领域专家和知识工程师交互，使知识库不仅可以获得知识，而且可使知识库中的知识不断更新，从而使专家系统的性能得到不断改善。
故障分类统计评价对系统故障进行分类、统计及分析评价，获取系统中的薄弱环节、故障多发设备等信息，为系统设计提供改进建议，也可为系统维护、备件订购等提供技术支撑。
人机接口是专家系统和用户之间进行信息交互的媒介，它可以以文字、***形、表格等多种方式与用户交互。
3 知识库设计
知识库设计是专家系统的关键环节，包括问题知识化、知识概念化、概念形式化、形式规则化和规则合法化[4]。本文设计的故障诊断知识库由知识主表，业务知识主表，业务知识从表的结构组成。知识存储在数据库中，通过层级结构对专家知识进行存储和管理。设计时用故障树模型表述较为复杂的专家知识，并且关联其他类型的专家知识。
3.1 知识库结构
3.1.1 知识库组织结构
故障诊断知识存储在数据库中，通过层级结构，对专家知识进行存储和管理。知识库由知识主表、业务知识主表、业务知识从表组成。
知识主表：用抽象的方式存储各类知识，包括知识ID，知识类型，知识描述，版本号，创建时间，审批时间，状态等属性。其中，知识类型用以划分系统中各种类型的专家知识，知识描述用以描述各类专家知识的特性，其他属性字段则适用于知识的和审批。
业务知识主表：分别描述了故障诊断系统的多类专家知识，包括故障监测点知识主表，闭环测试知识主表，故障树知识主表等。
业务知识明细：是具体的专家知识的存储结构。
通过上述三层层级结构，有效地构建了稳固、可靠并且方便扩充的专家知识数据库模型，方便后续更为复杂的专家业务知识的存储。
3.1.2 知识库逻辑结构
本设计用故障树模型表述较为复杂的专家知识，并且关联其他类型的专家知识，形成和真实人工诊断基本一致的知识存储方式。
故障树知识作为主干，其他类型的知识作为枝蔓，共同构架，完成了故障诊断系统的知识组成和架构设计。同样，故障树模型为后续更多不同类型的专家知识的纳入建立了基础和准备。
3.2 知识表示
知识是故障诊断专家系统的核心之一，知识表示方法决定着知识库的组织结构并直接影响整个故障诊断专家系统的工作效率。知识包括事实与规则。
3.2.1 事实的表示
事实分为叶子事实（LeafFact）和非叶子事实（NotLeafFact）。叶子事实是不能再进一步寻因的、有数据库数据直接支撑的事实，在故障树上反映为叶子节点，或者是故障检测点事实和闭环测试事实等故障产生的原因；非叶子事实是不能进一步寻因的、没有数据库数据直接支撑的事实，在故障树上反映为根节点和叶子节点的祖先节点。事实主要包括以下属性：
{
事实名称：
事实代号：
事实描述：
是否为叶子事实：
GET信息：
JUDGE信息：
值：
置信度：
排除故障建议：
……
}
事实名称：事实的中文ID，方便用户和开发人员理解事实的意义；
事实代号：事实的英文ID，惟一，不可重复，在知识库中事实的惟一标识；
事实描述：事实的详细说明；
是否为叶子事实：事实的类别；
GET信息：获取支撑数据，只有叶子事实才会有；
JUDGE信息：对获取到的数据进行计算判断，只有叶子事实才会有；
值：表示该事实的状态，有正常、异常、未知等可能的状态；
置信度：计算或推理得到该事实节点正常、异常等状态的可信度；
排除故障建议：如果该部位发生故障，可以给出排除该部位故障的意见。
3.2.2 规则的表示
规则的表达有产生式、框架、语义网络、神经网络等表示形式[5]，也可以简单地理解为一组条件和满足此条件下的操作[6]。本设计用产生式规则存储领域专家的故障诊断知识。产生式规则的通用表达方式如下：
if A， then B
其中：A为规则前件，表示触发该规则需要满足的先决条件；B为规则后件，表示触发规则后，可以得出的结论或者应该执行的操作；A包含一个或多个前件元素（又成为“模式”），B也包含一个或多个后件元素，当A中的所有前件元素能在全局数据库中得到匹配时，称为模式匹配成功，该规则可以触发，推出规则后件元素。规则主要有如下属性：
{
规则名称：
规则代号：
规则描述：
规则前件元素列表：
规则后件元素列表：
后件元素关系：
参数：
……
}
规则名称：规则的中文ID，方便用户和开发人员理解规则的意义；
规则代号：规则的英文ID，惟一，不可重复，在知识库中规则的惟一标识；
规则描述：规则所实现功能的详细说明；
规则前件元素列表：需要哪些事实得到匹配，才会触发该规则，是事实代号的集合；
规则后件元素列表：规则触发后可以推出哪些结论；
后件元素关系：标准关系有与或非，当然用户也可以自定义关系；
参数：后件元素关系可能会包含某个参数。
3.3 知识库管理和维护
知识库是一个***的实体，它存储的知识需要通过程序来提取和管理。然而，故障诊断知识库还需不断完善，领域专家可能随时会更新知识库，故障树也可能随时会根据需要更新。因此本故障诊断专家系统以***形、列表等形式，对故障诊断专家系统的各类事实、规则等知识进行管理和维护，包括查询浏览、增加、修改、删除等功能。
3.3.1 事实管理
事实管理包括GET函数管理、JUDGE函数管理和事实管理。GET函数管理是对动态链接库“get.dll”中的GET函数登记管理，即读取其中的标准GET函数和自定义的GET函数名，将其读入到数据库中。同样，JUDGE函数管理，也是读取“judge.dll”中的标准JUDGE函数名和自定义JDUGE函数名，将其存入数据库中，只有登记到数据库中的GET函数和JUDGE函数才能供叶子事实调用。
3.3.2 规则管理
规则管理主要包括规则管理、解释管理和后件元素关系管理。规则管理包含对规则各个属性的管理，其中，规则前件、规则后件是在弹出对话框中的事实库中选择的；解释管理是对系统如何寻因进行管理；后件元素关系管理包含标准的And，Or，Not，或者其他自定义关系，如***3所示。
规则管理，其可视化操作包括故障树查看、故障树模型建立、故障树变更和删除等，可直接在***形界面上进行编辑，通过事件拖拽形式建立或变更故障树，并可在***形界面上直接修改故障树各个节点属性，如事件名称、描述、故障建议等。
3.3.3 知识库的更新
如果对知识库中的事实、规则、函数不加限制的随意添加、删除，很可能出现知识库不一致的情况，比如出现规则前件元素的事实在事实库中找不到，那么该规则永远都得不到匹配；或者叶子事实的标准GET函数在函数库中找不到，那么该叶子事实永远获取不到数据判断不了它的状态。为了保证知识库的一致性，需要按一定顺序对知识库进行操作。
要添加一条规则，必须保证它的前件元素、后件元素存在于事实库中，因此需要先添加事实，添加事实之前，必须保证其GET函数、JUDGE函数在函数库中，因此必须先添加GET函数和JUDGE函数。
要想删除GET函数或者JUDGE函数，需先删除引用该GET函数或者JUDGE函数的所有事实，要删除事实，必须先删除所有引用该事实的规则。如果想强行删除GET函数或者JUDGE函数，那么会提示有哪些事实引用了该GET函数或者JUDGE函数，而删除失败；如果想强行删除事实，那么会提示有哪些规则引用了该事实而导致删除失败。如此，能在一定程度上保证用户在操作知识库时的安全。
3.3.4 知识库一致性检查
在故障诊断系统的知识库建立好后，随着系统的运行与专家知识的不断总结，会有新的知识不断加入到知识库中，产生式规则的数量也在不断增加，虽然在操作知识库的时候进行了一些一致性控制，但仍然会存在规则之间矛盾、冗余、蕴含等不一致和不完整性。
在知识库构建之初，可以通过人工的方式进行检查，但知识库变得庞大之后，规则之间的联系变得复杂，人工方式难以排查，因此知识库必须建立知识有效性和完整性检查机制。
知识库一致性检查包含：知识矛盾、知识循环、知识等价、知识蕴含、知识不完整性。知识矛盾是指相同的前件推出两个相反的结论，或者在相同的前提条件下得出相互矛盾的两个结论；知识循环是指规则形成了一个循环链；知识等价是指如果两个规则R1和R2的前件等价时，得出的结论也等价；知识蕴含是指如果两条规则R1和R2的结论部分等价，但一条规则R1的前件蕴含另一条规则R2的前件；知识不完整性是指事实库中的事实没有完全包含在规则库中规则的所有前件和后件中。
同时，根据故障诊断规则的特点，还需要做如下检查：
（1） 规则前件元素一般只有一个，且是非叶子事实；
（2） 故障树层次结构清晰，故障树之间相互***无交叉；
（3） 任何一个事实最多作为一个规则的前件，最多作为一个规则的后件。
3.3.5 模拟推理
在按照正常流程对知识库进行编辑、更新事实和规则并进行一致性检查后，仍需确认更新后的知识库，以便确保故障诊断系统按预期进行推理。因此，在知识管理模块设计了一个模拟推理功能。
模拟推理界面可向全局事实库中输入需要测试的事实，然后推理并观察规则匹配后的推理结论是否与预期一致。模拟推理有两种方式：第一种是一键推理，根据全局事实库中的事实，推理机推出所有可能的结论；第二种是步进推理，根据当前全局事实库中的事实，每一步只触发一条规则，直到没有规则可以触发，这个过程就像一步一步调试程序。
4 结 论
知识库设计是专家系统的关键环节，本文通过对系统设备监测信息及任务流程的故障特征分析、系统故障树的建立与分析，利用产生式的知识表示方式，建立了故障诊断专家系统的知识库。知识库存储在数据库中，通过层级结构，对专家知识进行存储和管理。
依据该知识库设计的故障诊断专家系统已应用于实际工程项目中，提高了遥感卫星接收系统故障诊断的效率。
参考文献
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数学家故事论文例7
虽然叙事学确立只有短短不到半个世纪，但叙事学的研究范式已经发生了重大的转移：从关注故事／话语的经典叙事学转移到上世纪90年代初的多元叙事学。应该看到，不同研究范式中同时存在着研究层面和研究方法的显著差别。为方便论述，我们将经典叙事研究范式分为以故事为对象的研究层面和以话语为对象的研究层面。
一、以故事为对象的研究层面
俄国形式主义区分了叙事作品中的“情节”(sjuzet)和“故事”(fabula)，大致相当于叙事学中区分的话语(discourse)和故事(story)。早期叙事学家在结构主义的影响下，选择“故事”作为叙事学的研究对象。事实上，托多罗夫首次提出叙事学一词时，给"Narratology"的定义是：
叙事学：关于叙事结构的理论。为了发现结构或描写结构，叙事学研究者将叙事现象分解成组件，然后努力确定它们的功能和相互关系。[6]
很明显，这一定义带有浓厚的结构主义色彩，其重心在于确定叙事中的行为，然后描写行为的功能和序列关系，以便从中找到支配叙事的结构。
托多罗夫之前，法国人类学家兼结构主义者列维－斯特劳斯(L.Strauss)对神话进行研究之后，发现在浩如烟海的神话底下隐藏着某些永恒的普遍结构，任何特定的神话都可以被浓缩成这些结构，这就是叙事中所谓的“深层结构”，其中的变项是一些普遍的文化对立（如生／死、天堂／尘世等）和处于这些对立项之间的象征符号。在不同的文化中，这些深层结构将演变出具有不同价值的表层结构。[7]可以看出，作为人类学家，列维－斯特劳斯并不关心叙事序列，他关心的重点是赋予神话意义的结构模式。[8](P59)与之相反，俄国形式主义者普罗普(Propp)依据对俄罗斯民间故事的研究，对事件的功能进行了明确分类，同时提出与这些功能相对应的人物类型。格雷马斯(Greimas)继承并发展了普罗普的分析模式。他将后者对民间故事的分析方法扩展到所有叙事，提出与行动相关的三对共六种“行动元”概念，即：与愿望、探求和目标相对应的主体和客体；与交流相对应的发送者和接收者；与辅助支持或阻碍相对应的帮助者和阻挠者。同时，格雷马斯压缩了普罗普提出的功能种类，并将它们归入三种序列结构：契约型结构、完成型结构和离合型结构。如契约型结构中，叙事可能采取两种模式来进行：
契约——违背契约——惩罚
缺乏契约（秩序）——重建契约（秩序)[8](P59)
并非所有叙事学者都认同上面的分析模式，比如布雷蒙(Bremond)认为格雷马斯关于叙事序列的分析不能囊括所有叙事现象。他在肯定普罗普的功能分析的基础上，提出叙事的基本序列由下列三个功能组合而成：
1)表示可能发生变化的功能；
2)表示是否实施这种变化的功能；
3)表示变化是否实现的功能。
由这三个功能组成的基本序列互相结合产生复合序列，布雷蒙列举了“首尾接续式”、“中间包含式”和“左右并连式”等几种常见类型。[9]
罗兰·巴特(Roland Barthe)区分了“核心”和“催化”两种功能，核心功能以其依据的行为为故事“打开或结束一个未定局面”，而催化功能表示的行为则只起连接作用。[10]
托多罗夫综合各家论述，借用语言学中的关键术语，对最小叙事单元、序列和文本进行了描述。他认为，叙事中的最小单位是一些基本命题，可以是表示行动元的命题，如：“X是国王”，也可以是表示动作的命题，如“X娶了Y”。五个命题构成一个序列：表示初始平衡的命题——表示外力侵入的命题——表示失去平衡的命题——表示恢复平衡力量的命题——表示新平衡的命题。而序列按照嵌入、接续、交替等方式结合起来就构成完整的叙事文本。[8](PP60-61)
总之，以故事为对象的研究层面下，叙事中的行为因素受到高度关注，而不同程度地忽略了对人物和叙事文本意义的研究，同时由于叙事学仍在初创之中，所以大量地借鉴了语言学中的术语和概念，如行动、功能、序列、结构、语法等。按照这一思路进行叙事分析，首先需要在某特定叙事或某类叙事中寻找出深层结构（可能是二项对立的结构，也可能是其他类型的结构），然后确定体现这一结构的行为，将行为按功能进行分类，同时也对完成功能的人物进行归类，再分析功能的系列结构，最后在文本的高度上分析这些基本序列的组合方式。这一时期几乎所有叙事学家都声称要找到适用于所有叙事的普遍语法，但在实践中，将他们的方法用于分析单个叙事或某类叙事（如民间故事、侦探故事、狄更斯叙事等），往往能够得到更为有效、也更令人信服的结论。值得注意的是，无论是托多罗夫还是罗兰·巴特，后来都改变了最初的研究方向，从对故事语法的研究分别转向叙事的文化层面和符号层面研究。有些批评家，如范·迪克认为，故事中的诸活动之间存在由社会习俗决定的秩序，所以很多动作序列实际上是受惯例支配的：如出发意味着返回；许诺意味着去完成它们的意向等。因此，他们建议“把叙事作为行为哲学和话语分析这些更广阔的领域中的一个特殊区域”，这样叙事才能获得更好的研究[11]。应该说，这为以故事为中心的叙事学研究提出了一个新的方向。
二、以话语为对象的研究层面
只在故事层面进行叙事研究有很多缺陷，尤其不能解释“同样一组行动可以用不同方法来叙述”这一事实，使叙事学家开始关注叙事的话语层面，即故事的表述方式，主要包括叙事时态、时间、语态、语式、人物描写、人物话语表达方式等。这一研究范式的代表人物包括（后期的）托多罗夫、热拉尔·热奈特(G.Genette)、查特曼(Chatman)、普林斯(G.Prince)等。
经典叙事学对时态和时间的研究通过对照它们在故事和话语中的不同表现形式来进行，从而确定话语在何种程度上对故事进行了“变异”处理，以及这样处理带来的效果。叙事时态分现在时和过去时两种，现在时态又分故事现在时和话语现在时。根据话语和故事之间的时态关系，可将叙述分为三类：回顾叙述、同步叙述、预示叙述，而这三类叙述都有各自不同的时态、体式和情态系统。[12]
对时间的考察分三个子系统：时序、时距和频率。如果叙事话语中的时序与故事中的时序不同，则说明话语中出现了“时间倒错”现象，如倒叙、预叙、中间叙等。故事时距和话语时距的关系可能体现为：等距（如对话体的场景叙事）、故事时距大于话语时距（如概述或全景式叙事、省略或停顿）以及故事时距小于话语时距（比较少见，主要用于主观心理叙事）。频率用来比较故事发生的次数和话语中发生的次数，分单一叙述（故事中发生n次，话语中也讲述n次）、重复叙述（故事中发生一次，话语中讲述n次）、反复叙述（故事中发生n次，话语中讲述一次）。[13](PP125-126)
语态和语式也是从语言学中借用的概念，分别解决叙事中谁说和谁看的问题。语态研究中的关键术语是叙述者，指叙事话语的发出者（或“声音”）。叙述者可以在叙事中表明身份，也可以隐藏身份；叙述者若出现在叙事行动中，该叙事为同故事叙事（如很多第一人称叙事），若没有出现在叙事行动中，该叙事为异故事叙事（如很多第三人称叙事）。在第一人称叙事中，通常出现两个“自我”：叙事自我和经验自我，两者常常交互作用以完成叙事功能。[14]
“声音”本指叙述者的声音，但在巴赫金的影响下，叙事学者将这个概念扩大至包括叙事文本产生的所有声音，包括文本内声音（叙述者声音及人物声音）和文本外声音（指作者的声音），并进一步探讨各种声音的辨认及产生的复调效果。[15](P45)
苏姗·兰瑟(Susan Lanser)将声音作为“意识形态的表达形式”，探讨叙述声音和女性作家写作的关系[16]；詹姆斯·费伦(James Phelan)则将声音看成是叙事“为达到特殊效果而采取的（修辞）手段”，探讨声音在叙事交流中所起的作用[17]。这些研究都继承并突破了经典叙事学中“声音”的范畴。
语式用来描述叙事信息调节，热奈特区分了两种调节方式，即距离控制（即叙事信息数量控制）和投影控制（即叙事角度控制）。这儿的关键术语是聚焦者，指充当叙事视角的眼光。叙事可以采取叙述者聚焦（如全知型三人称叙事），也可以采取人物聚焦（如一人称叙事或三人称有限视角叙事）。值得注意的是，多数叙事都混合采用两种聚焦方式。[15](P57)热奈特在分析叙事聚焦之后进一步指出，选择了某类叙事聚焦，也就选择了信息数量和叙事角度，因为特定的聚焦只能感知到某些信息，如果叙事超越了这些信息，则被视为“视角越界”。但他同时指出，很多情况下视角越界并不影响读者的阅读和判断，读者的认知策略可以帮助他们合理地排除这些越界可能带来的阅读困难。[13](PP143-147)
另一位颇有影响的叙事学家(Franz K.Stanzel)则没有区分语态和语式，而是提出了一个“叙事情景”的概念。斯坦泽尔将叙事情景分为三种：第一人称的叙事情景、叙述者的叙述情景，人物的叙述情景，并描述了每一叙述情景中的典型特征，包括叙述者的参与程度、距离、知晓范围、目的、可靠性、声音和聚焦情况等。[18]
叙事中人物描写可以由叙述者或人物来完成；可以直接描写，可以间接描写；可以自我描写，可以由他人描写；可以在公开场合下描写，也可在私下描写等。但每一种描写的可靠程度并不相同。另外，叙述者（作为作者虚构的主体之一）在叙事中体现出来的特征也受到了高度关注，尤其是叙述者的可靠性和叙事意识。可靠的叙述者让读者相信并接受他对事件的报道、理解和评价，不可靠叙述者则由于知识的缺乏、对事件参与不足或有问题的价值判断系统，让读者对其报道、理解和评价产生怀疑。叙事意识是指叙述者进行叙事时的心理状态。[19]
热奈特根据叙述者的干预程度对人物话语和思想的不同表达方式进行了区分：叙述体（叙述者行使最大干预）、间接体（叙述者实施部分干预）、直接体（叙述者实施最小干预），同时在间接体别分析了自由间接体，在直接体中分析了自由直接体。[13](PP125-128)同样，对人物意识的表达方式也有心理叙述方式、戏剧独白、内心独白、思维风格等几种。[15](PP92-95)
以上的分析其实已经表明，把叙事作为话语进行研究的范式也包含对故事的研究，只不过研究重心不在于对故事行动功能及序列进行描写。而在于故事转化为话语中的种种方式，属于俄国形式主义所谓“技巧”范畴，从而使研究成果更贴近文本现实，在批评实践中也更具操作性，缺陷是研究总停留在形式描写层面上，缺乏对叙事运作机制更全面的探讨。
三、整合、开放的研究范式
将经典叙事学中的两种研究范式进行有机整合，是近年来叙事学研究的重点之一，其中的代表人物包括米克·巴尔(M.Bal)、查特曼、普林斯等。经过整合，叙事学家试***重建完整的“叙事语法”，主要包括以下四个相互关联的组成部分：句法（由一套有限的规则生成所有故事的宏观和微观结构）；语义（对这些结构进行阐释，包括叙事内容的宏观和微观结构）；话语（结合上述结构，由另一套有限的规则来解释叙事话语，如叙述时序、叙述速度、叙述者干预等）；语用（影响前三部分分析进程的认知和交际因素）。[5](P7)可以看出，整合后的叙事研究范式有如下几个重要变化：
1.从“静态”走向“动态”。无论是列维-斯特劳斯还是普罗普，以及早期的叙事研究都忽视了叙事的“句法”层面，热衷于分析故事的最小单元及其功能（普罗普甚至强调叙事中各功能事件的序列是固定不变的），而没有关注故事中各因素的动态配置规律，所以他们的研究无法解释推动叙事进程的动力所在。整合后的模式则注重研究故事中的动态因素。如帕维(Pavel)在情节的研究中，既突出了事件和转化的重要性，又勾勒了情节中的动力、张力和阻抗因素。[20]还有研究者从叙述者对叙事信息的控制出发，研究读者在将话语还原成故事过程中可能遇到的“断点”现象，再结合认知学相关理论，探讨这些“断点”对读者确定事件功能的影响，这等于强调了“功能”的动态性。[21]
2.从“规则”走向“语境”。经典叙事学从结构主义发展而来，宗旨是将叙事研究系统化和“科学”化，客观上使其难以与语用、语境融合。但近年来由于社会语言学不断强调语境的重要性，叙事学界也越来越倾向于将叙事看成一个过程，而不是一个产品。“……从文本中心模式或形式模式转到形式与功能并重的模式，即既重视故事的文本，也重视故事的语境。”[22](P8)也就是说，叙事研究不应只注重形式，还应该注重叙事形式与叙事阐释语境之间的相互作用，如叙述者与事件的位置推断、叙述者的可靠性推断、哪些主题在故事中处于优先地位的推断、哪些叙事结构可能引起不同性别的特殊反应，以及读者如何回应叙事技巧再现出的价值观等。对这些问题的回答，不能依靠规则的描述，而是依靠对作者、叙述者、文本、读者之间的语境关系的分析和判断。
3.从“作者”走向“读者”。经典叙事学在进行形式描述时，常常预设了叙事的意义，如普罗普给“功能”的定义（功能是人物的一种行为，由它对行动进程所具有的意义来界定）中，就预设了作者赋予叙事的意义，其结果是，对形式进行预先阐释后再对形式进行描述。整合研究模式也研究叙事的形式，但将其放在读者的阅读语境中，叙事形式的意义只有在读者的阐释框架中才能体现出意义，从而将叙事意义的确定权交给了读者。[22](P12-13)
叙事学不断从其他研究领域汲取养分，同时丰富其他研究领域，从而形成了众多的跨学科叙事学分支，成为近年来叙事学研究的一大景观，使叙事学从封闭走向开放，从单数变成复数。美国知名的叙事学者杰恩(M.Jahn)评价道，今天的叙事学“是‘叙事学＋X’的研究模式”，这里的"X"无论是女性主义还是性别研究，是文化研究还是后殖民研究，他觉得“都很有研究价值”[15]。
事实上，“后经典”叙事学延伸出的分支远不止杰思所述。综合已有资料，可以举其要者如下：心理分析叙事学、历史纪撰叙事学、可然世界叙事学、法律叙事学、女性主义叙事学、认知叙事学、后现代主义叙事学、修辞叙事学及文化叙事学等。复数叙事学强调该学科的开放性，尤其是与语言学、认知科学、人工智能和语用学等学科的对接。
四、国内叙事学研究现状
不久前，笔者对近三年中国叙事学研究状况进行了统计研究，结果发现，从1999～2002年，国内重点文学评论刊物上刊登的叙述学研究文章数量呈明显上升之势，其中2001年比2000年增长了50%，而2002年上半年比2001年同期增长了近100%，这说明中国叙事学研究的热情正在逐渐高涨。但研究中笔者也发现了目前中国叙事学研究中存在的一些问题，主要体现在：
1.理论研究角度不新，国外理论介绍范围不广。理论研究的选材范围基本上还处于经典叙事学的范畴，如对话语／故事、叙述者的研究；对国外叙事理论的介绍数量相当有限，没有覆盖叙事学的最新发展方向。总体来说，这一时期的叙事理论研究的深度和广度都不够，难以形成方***，导致从事叙事批评实践的研究人员不能跟上国外最新发展，使叙事批评实践不能走向深入。最令人不解的是，这一时期甚至没有出版国外叙事学研究的最新译著（直到2002年5月，北京大学出版社才翻译出版了一套《新叙事理论译丛》（注：本套丛书由申丹主编，从解构主义叙事理论、女性主义叙事理论、修辞性叙事理论、后现代叙事理论和跨学科叙事理论等5个方面介绍了国外叙事学研究的最新方向。）），与上世纪80年代末、90年代初对经典叙事学的翻译引进和评介热潮相比不可同日而语。
2.叙事批评实践中，研究范式过度集中在叙事话语方面（80%以上），其中又以叙述者、叙述视角、叙述人称和叙述时间的研究为主，对叙事话语中叙述声音、叙事层次、叙述接收者等方面的研究较少。鲜有将叙事话语和故事结合并提炼出有效叙事规律的研究；同时研究角度不深，常常浅尝辄止，没有将语境真正纳入到文本解读中。如认为通过论证《简·爱》中使用了女性第一人称叙述方式就可以与女权主义结合起来[23]，而没有考虑通过这种方式传达出来的声音，或这种女性叙述方式与当时的文学传统和文化传统的相互作用来表现作者“对社会主体意识进行了反叛和解构”，使论述显得极其仓促而缺乏深度。同时，这一时期的叙事批评实践还缺乏对“亚文类”、不同时代小说及不同作家小说（如侦探小说、浪漫小说、古代小说、现代小说、后现代小说、狄更斯小说等）叙事共性的研究，而多从一文出发，将叙事研究变成了单纯的文学技巧欣赏。
总之，尽管过去三年中国叙事学的研究数量并不少，但由于缺乏与国外最新研究模式的有效呼应，使我们的研究范式显得陈旧，研究角度显得狭窄，这种形势使引进和研究国外最新叙事理论的工作变得尤为重要和迫切。
收稿日期：2002-09-11
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数学家故事论文例8
中***分类号：F272 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-000-02
涉铅企业已被我国环保部门列为重点整治的行业之一，涉铅企业引起的环境污染事故也频繁发生[1]。因此，对涉铅企业进行环境风险评估是很有必要的，既能确定涉铅企业的风险等级，有针对性地对企业采取有效的整改措施；又能提高环保部门的监督管理能力，对不达标的企业重点监控，力求避免铅污染事故的发生；同时还是保险公司制定保费额度的参考，为环境保护部门进行环境管理提供技术依据。
该文利用风险评价理论及模糊数学的知识，根据涉铅企业环境污染事故因子建立涉铅企业环境风险模糊综合评价模型和评价指标体系、环境风险分级标准，以便为国家环境保护管理部门及国家相关职能部门对涉铅企业环境风险管理提供决策依据。
1 涉铅企业环境风险模糊综合评价模型
1.1 风险评价理论介绍
1.2 模糊综合评价的数学模型
1.3 涉铅企业环境污染事故的主要因素
影响涉铅企业环境污染事故易发性的因素主要有以下几点：
（1）企业类型。铅的应用范围极其广泛，不仅在工业、农业等领域应用，在铅冶炼、铅蓄电池、废铅蓄电池回收、铅印刷等企业也广泛使用铅金属或含铅矿石，由于这些企业在生产过程中，其生产要求、生产工艺等不同，也分属于不同的行业，所以其企业类型也不一样，其引发铅污染事故的可能性也不相同。
（2）企业规模。由于企业生产规模、经济实力等方面的差异，导致其在安全环保资金投入，安全管理的机构建立、人员配备、制度建设等方面的配套不一样，因此一般中小规模企业较大企业更易发生铅污染事故。
（3）生产工艺。不同的生产工艺导致铅污染事故的可能性也不一样。有的企业生产工艺先进，其生产过程中产生的铅烟、铅尘较少，其发生铅污染可能性不大；反之，生产工艺落后的企业生产过程中产生的铅烟、铅尘较多，其发生铅污染可能性就较大，即涉铅企业发生铅污染事故的概率与其生产工艺密不可分。
（4）其他因素。涉铅企业发生铅污染事故的可能性还与其生产设备、生产条件及员工素养有关。生产设备、生产条件较好、员工素养较高的涉铅企业发生铅污染事故较小，反之则发生事故率较高。
以上6个因素与涉铅企业环境污染事故发生都有着密不可分的关系，但是要用数学函数精确描述它们之间关系是十分困难的，为此用模糊数学来确定它们之间的相互关系。
1.4 涉铅企业环境污染事故后果的严重度确定
根据计算结果，再由表3不难看出，该涉铅企业环境污染事故的固有风险率为0.415，风险性等级为三级，即有显著风险，为了安全需要进行整治，从而降低其风险性。
2 结语
该文根据涉铅企业环境污染事故具有模糊性的特点，充分利用模糊数学工具，提出一种涉铅企业环境污染风险性的模糊综合评判方法，该方法在实际应用中具有操作方便，过程具体、结果准确，做出的结论科学且符合实际情况，有利于行***主管部门对涉铅企业的分级监督管理，防止涉铅企业环境污染事故的发生。但是，该方法中某些因素的选取、权重值的分配、一些关键数据临界值的确定还有待进一步研究。
数学家故事论文例9
中***分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)21-5118-02
在实时信息系统的运用中，随着信息源的多样化和实时信息的复杂化，实时信息系统在使用过程中有很多不确定性因素，前期的测试信息输入也没有现场环境接收实时信息的复杂多样，系统容易出现各类故障。如何快速实现远程故障诊断，克服时间和地域的限制，对实时信息系统而言是必须解决和关注的课题。随着网络技术的发展，基于远程过程调用技术的软件远程故障诊断模式逐步产生了。本文在阐述远程故障诊断系统的框架的基础上，深入剖析了远程故障诊断系统关键技术的实现。
1 远程故障诊断系统的设计与实现
1.1 系统构架设计
系统构架如***1所示，在远程故障诊断系统中的应用数据库技术，能够实现异地有效故障诊断。
基于模糊规则的推理机是故障诊治模块的核心部分，推理机是整个专家系统的控制中心，控制知识库、人机交互接口、数据库和其它机构的运行，解决用户提出的问题。推理机构的控制方式被称为推理机制，亦称控制策略，目前比较成熟也较通用的控制策略主要是推理策略，即根据因果关系进行分析、推断推理机处理所输入的参数，在知识库进行搜索，并获取参数对应的权值，结合匹配公式，对相应的隶属度进行计算，计算的结果用于最后决策。
1.2 网络接口设计
软件系统故障诊治专家系统的模型数据库主要维护以下几种数据表文件，分别是环境因子表存储了系统运行环境、网络结构等数据项目。系统因子表存储了信息系统运行参数等数据项目，还有中间变量，故障规则，模型参数等。其中故障规则表中存储着软件系统故障的所有信息，包括故障分类号，故障事实描述，前提条件ID，后续结论ID，还包括事实可信度，以及阈值、权值等。
1.3 系统关键技术的实现
1）软件系统故障模糊知识库的建立
设备故障的原因往往是多方面的，多种故障结果也可能来自一种故障原因，因此专家系统的知识库构建是十分关键的，本课题构建知识库的思路阐述如下。
知识获取是故障专家系统中的重要流程，通过知识获取，可以从众多的知识源处提炼出专门用于软件系统软件系统故障诊治的专门知识，然后将其转化为程序。本系统采取人工获取方式、半自动获取方式以及全自动获取方式获取知识，并经整理分析后存储入数据库。数据库中的一条记录对应于知识库中的一条事实规则。
结合模糊专家系统的特点和软件系统软件系统故障诊治的实际需求，构建以下的事实结构类：
class CFact_:public CObject
{
public:
CFact_();
int m_Fact_ClassID;// 软件系统故障分类号
int m_Fact_ID;// 软件系统故障序号
float m_Fact_Cre;//可信度
CString m_Fact_KW;// 软件系统故障关键词
float m_Fact_Thhd;//阈值
float m_Fact_Wgh;//权重
int m_Fact_PreID;//前提条件序号
int m_Fact_NtID;//后续结论序号
BOOL m_bFact_Visited;//“己访问”标志
};
2）推理机的设计
a) 推理方式的选择
在不确定性推理过程中，为计算双方相似的程度，本文设计了计算两者匹配相似程度的算法，同时指定一个相似度的阈值，以判定双方的相似度是否在限定范围之内。定义模糊集合A，B贴近度为：(A,B)H=1-δH(A,B)
式中，A，B的汉明距以δH(A,B)表示，其值反映了特征元素对模糊集的隶属度。
通过基于模糊规则的推理机，处理输入参数，并在知识库中进行搜索，获取权值与可信度，结合匹配公式得出隶属度，进行判决。考虑到软件系统故障诊断相应结论较少，症状较多，本文选取的是反向推理模型。直接从目标结论出发，紧紧围绕着能证明目标结论的方向进行推理，与求证目标无关的事实和规则不必参与运算，因此反向推理的效率更高，推理的目的性更强，特别适合于故障诊断系统。
b) 软件系统故障模糊推理机的设计
在专家系统的设计中，结合模糊推理机的工作特点，为使之易于实现并具有清晰的逻辑结构，引入面向对象的设计方法。模糊推理机收到用户输入软件系统故障具体症状信息的激励，在系统的全局数据库中进行搜索，然后从相关知识库中提取出没有匹配成功的规则，并将这些提取出的规则与已有事实进行匹配，将实现了成功匹配的规则选取出来，采用按匹配度排序的冲突消解策略以及基于可信度表示的不确定性推理方法，对其可信度传播值进行计算，将可信度传播值以及匹配次序号和成功匹配的规则等信息输出至用户面对的人机界面，此即本次推理所得的防治措施结论。***2所示为模糊推理机的工作流程。
在本系统的实现中，冲突消解策略选取的是按匹配度排序的方法。这种方法需要对两个模式的相似程度进行计算，如果所得的相似度超过了设置的阈值，即判定二者匹配。选择模糊推理机的加权因子中较大的规则，并将其作为被激活的规则。
2 结束语
远程故障诊断系统结合了故障诊断技术、计算机科学以及通信技术，采用开放式体系结构，在网络的支持下实现了异地故障判定与处理，远程故障诊断与传统的故障处理方法相比，跨越了时空限制，避免了人员的流动，减少了维护成本，提高了诊断的及时性和准确性。
参考文献：
[1] 黄文虎,夏松波,刘瑞岩.设备故障诊断原理、技术及应用[M].北京:科学出版社,2007.
数学家故事论文例10
1.引言
随着科学技术的飞速发展，对水上交通安全助航设施的可靠性和安全性的要求越来越高。水上交通安全助航设施的功能也越来越完善，自动化、数字化程度也越来越高，为保证水上交通安全助航设施系统安全、稳定、经济运行，其故障诊断和寿命预测也越来越重要。因此，需要对水上安保系统的状态进行监控，确保每一个状态都属于其正常范围之内。结合项目的特点及实际的项目开发经验，采用规则推理、数据库技术、模糊识别理论相结合的方法，对远程终端的各种参数进行故障诊断，实现整个水上安保系统的状态监控。
2.系统的整体设计
专家系统故障诊断法是指计算机在诊断过程中不断从综合数据库中搜索被诊断对象的信息，并综合运用知识库中的经验规则进行推理判断，从而快速地找到系统可能出现的故障[1]-[2]。专家系统故障诊断法不依赖于系统的数学模型，而是根据人们长期的实践经验和大量的故障信息知识，设计出一套智能计算机程序，以此来解决复杂系统的故障诊断问题。
因此，结合实际情况，本文采用产生式的知识表示方法、模糊的推理机制，实现了模糊专家故障诊断系统的通用平台设计。整个故障诊断系统采用模块化结构设计，其构成如***1所示，主要包括五个模块部分：系统管理模块、知识库管理模块、信息获取模块、诊断推理模块、诊断解释模块。
（1）系统管理模块
系统管理包括用户管理和专家管理。规则库是专家系统的核心数据库，只有专家能够更改该数据库中的内容[3]。系统将用户分为专家用户和普通用户两种，专家可进行规则库的查找、修改、增添、删除、更新等操作，普通用户只能对规则库进行查询。
（2）知识库模块
知识库用来存放领域专家提供的领域相关的知识，其中包括专家领域凭经验得到的试探性知识、书本知识和常识性知识等[4]。其包括规则库管理和维护库管理，规则库管理包括规则条件，规则结论，规则可信度等管理；维护库管理包括诊断对象、诊断终端ID、维修建议等管理。
（3）信息获取模块
在专家系统开发中，信息获取是很重要的一个模块，通过人机交互方式获取有关信息，其包括设备的配置参数、时间范围等，并将其转化为适合于计算机的形式并送入综合数据库，或从综合数据库获取相关的诊断信息；同时也负责综合数据库的修改、扩充、删除、检索、查询和更新等。
人机界面：实现系统与用户交互的模块，使用户可以通过菜单选择和屏幕提示，方便地进行诊断、咨询，直观地了解诊断的情况。
综合数据库：专家系统中用于存储各类数据的“场所”，包括设备的配置参数、实时状态数据、用户输入的事实等。
（4）诊断推理模块
在专家系统开发中，诊断推理模块是最重要的一个模块，其主要功能是对用户提供的证据进行推理，并且最终对用户所提出的特定问题做出回答。采用规则推理、模糊识别的方式对水上安保系统的状态进行故障诊断，负责完成终端设置参数的分析、终端灯质的分析、终端电源报警的分析等功能。
（5）诊断解释模块
在完成数据的故障诊断后，诊断解释模块会告诉用户当前故障或解决故障的建议，用户也可通过解释模块得知与推理相关或不相关的知识，如推理过程或系统配置等。
3.知识的表示
3.1 知识的获取
系统采用最简单、最直接的知识获取方法，即通过领域工程师获取知识。领域工程师通过与领域专家接触、交流，并在专家的指导下对实例知识以及必要的书本知识进行提炼与截取，然后把专家的经验知识以一种合适的计算机内部表示方式存入知识库。
3.2 模糊关系的表示
系统以产生式规则的模糊关系来描述知识：
IF C THEN R
其中C代表一组条件或状态，R代表一组结论或状态；其含义是：如果条件C得以“满足”，即为“真”，则可以得出结论R。
在进行故障诊断的推理时，先从初始的事实出发，用模糊匹配技术寻找合适的产生式规则的模糊关系，如果匹配成功，则这条产生式规则的模糊关系被激活，并导出新的事实；以此类推，直到得出故障结果[5]。
4.数据库的接口系统
系统采用VC++6.0开发的Windows应用程序，知识库利用小型数据库Access，通过ODBC机制方便地实现对数据库的操作。采用VC++6.0开发专家系统具有以下优点：计算能力强，运行速度快，可处理工程领域专家系统中较复杂的问题；具有丰富的软件包和窗口***形软件，可设计出友好的、***文并茂的用户界面；应用面向对象开发方式，尤其是诊断推理模块的设计，易于系统的重构和扩充。ODBC（open data base connectivity）可以使应用程序***于具体的数据库，提供一个为各种数据库厂家支持的较一致的应用开发界面，有利于信息交换。
5.系统的实现
水上安保系统的故障原因众多，有确定的故障现象和故障原因，也有不确定的测量数据和试验结果，针对这一客观事实，采用基于规则推理、模糊识别的方式进行故障诊断，其总体推理流程如***2所示，需确定诊断的对象，若为终端信息的分析、终端数据分析，则用模糊识别进行信息的匹配，直到数据库中的所有相关信息搜索完毕，再将诊断结果入库并提供给界面显示；若为终端超时分析、终端报警分析，则用规则推理的方法进行数据的故障诊断，从数据库表中查询相关的规则并进行推理，直到规则匹配结束，然后，将诊断结果入库并提供给界面显示，必要时可提出相关的维修意见。
例如，电源过充/欠压分析的推理流程如***3所示，从数据库相应的表中读取需要进行诊断的数据值，与配置表中设置好的阀值进行比较，若出现异常，则记录并存入数据库中。
6.结束语
本文对Windows环境下通过VC++6.0与数据库Access相结合，实现对远程终端的各种参数进行故障诊断，实现模糊专家故障诊断系统的通用平台设计。
参考文献
[1]安茂春.故障诊断专家系统及其发展[J].计算机测量与控制，2008，15（9）：1217.
[2]CHEN Wei，HU guang rui，Knowledge acquisition in a expert system for fault diagnosis of certain spacecraft[J].Journal of Shanghai Jiao tong university，2000，34（6）：845-847.
[3]史慧，王伟，高戈.智能故障诊断专家系统开发平台[J].计算机测量与控制2005（11）：1167.
[4]刘剑，陈一超，江虹.基于规则的通用专家知识库故障诊断方法[J].计算机与数字工程，2010（06）：72-73.
[5]王仲生.智能故障诊断与容错控制[M].西安：西北工业大学出版社，2005：192-193.
[6]李雷.基于产生式规则的变压器故障诊断专家系统[D].西安电子科技大学，2008：41-42.
[7]尹朝庆，尹皓.人工智能与专家系统[M].北京：中国水利水电出版社，2001：49-54.