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關鍵詞:生長期大鼠;游泳運動;跑臺運動;骨組織形態計量學
中圖分類號:G804.21文獻標識碼:A文章編 號:1007-3612(2010)03-0070-03
Different Impact training on Histomorphometric Properties of Gro wing Rats’ Bone
FANG Dongmei
(College of Physical Education, Xuzhou Normal University, Xuzho u 221116,Jiangsu China)
Abstract: To investigate the effect of different impact exercise on growing bon e, 24 female SD rats (5 weeks old) were randomly assigned to a running group(Ru n n=8), a swimming group(Swim, n=8) and a control group(con, n=8). During a 9weeks training session (20～60 min/day, 5 days/week), the Run rats were trainedat progressively increasing running speeds (10～20 m/min), and weights attachedto the tail of the Swim rats from the 4th week and then on. BV/TV%, Tb.Th, Tb.N ,Os/Bs, O.Th of Run and Swim are all significantly higher than in the Con group,and these parameters of Run are all significantly higher than that of Swim. Tb.S p and Es/Bs of this two exercise groups are all significantly lower than that ofthe Con group, and the parameters of Run are also significantly lower than thatof the Swim. The data suggest that all exercise modes can simulate bone formati on and suppress bone resorption, the effect of prolonged swimming on bone growthis less obvious than that of prolonged running.
Key words: growing rat; run; swim; histomorphometric properties
青春期是生長發育的第二高峰期,也是影響峰值骨量最敏感的時期。自從20世紀90年代中期 以來,對運動增加骨量的作用存在年齡差異的認識越來越明確。青春生長加速期,尤其是其 早期是運動促進骨構建的“機會之窗”[1-3]。
為了探討在生長突增期,抗體重和非抗體重運動,這兩種不同應力水平的運動對骨生長 的影響,本研究對生長期大鼠分別實施跑臺運動和游泳運動的干預,比較了經歷9周兩種方 式的運動干預后骨組織形態計量學指標的變化,以揭示不同應力水平的運動對骨組織微細結 構的影響,為選擇科學合理的體育鍛煉方法,促進少兒身體的健康成長和提高峰值骨量,預 防骨質疏松提供依據。
1 實驗方法
1.1 實驗動物的分組 同一天繁殖的4周齡雌性SD大鼠24只(由徐州醫學院動物實驗動物中心提供),平均體 重為(93.49±9.34)g,根據體重隨機搭配分成對照組、跑臺運動組和游泳運動組三組,每 組8只。
1.2 動物的飼養與運動干預大鼠進行單籠飼養,自由進食、飲水,以國家標準嚙齒類動物常規飼料喂養。動物房溫 度維持在18～24℃,相對濕度45%～55%,自然光照。
所有大鼠進行一周的運動適應后,對照組大鼠常規飼養,不做任何運動干預。跑臺運動 組和游泳運動組大鼠進行為期9周的運動訓練,運動方案的制定參照Bedford[4]和H uang T H[5],運動方案如下表所示:
表1 運動訓練組大鼠運動方案
周次 持續時間/min跑臺運動速度/m•min游泳運動負重(%體重)第一周20～3010～120第二周30～4012～140第三周40～5015～170第四周50～6018～201第五周至第九周60201
投稿日期:2008-08-19
作者簡介:房冬梅,副教授,博士,研究方向運動生理學與運動生物化 學。1.3 取材及指標的測定
最后一次運動后24 h,稱量體重,以氨基甲酸乙酯(20%體重)麻醉,取后肢右側脛骨,去 盡結締組織,保證其完整性,放入中爾馬林溶液中固定。
將固定好的樣本從中爾馬林溶液中取出,上行梯度脫水、浸透后以甲基丙烯酸甲酯 包埋,使用德國Leica2165不脫鈣切片機沿脛骨正中矢狀面做不連續5 μm切片,1%甲苯氨 藍染色,樹膠封片。用OLYMPUS DP70數字采集系統攝入顯微圖像,后使用分析軟件對骨切片 進行形態觀察和分析計量。獲得以下指標:骨組織面積、骨小梁面積、骨小梁平均寬度、皮 質骨寬度、類骨質面積、類骨質周長、骨表面長度、侵蝕表面長度。并由此計算骨小梁體積 、骨小梁平均寬度、骨小梁數目、骨小梁分離度、皮質骨寬度、類骨質厚度、侵蝕表面積等 指標值。
1.4 數據的統計分析 各參數均以均值±標準差表示,用統計軟件SPSS11.5進行分析,組間差異顯著性采用O ne-Way ANOVA分析,若方差齊性良好采用LSD分析,方差不齊采用Dunnett’s T3分析,顯著 性水平皆為p
2 結 果
對實驗結果的統計學分析發現(表2),經過9周的運動訓練,兩個運動組和對照組之間,除 生 長板厚度和骨小梁數目外,其余指標均發生了極其顯著的差異性變化。兩個運動組的骨小梁 體積、骨小梁平均寬度、皮質骨寬度、類骨質表面積和類骨質厚度均極顯著地高于對照組( p
表2 不同運動方式對大鼠脛骨形態計量學指標影響的比較
指標對 照組持續跑臺組持續游泳組骨小梁體積/%
(變化百分比%)28.352±0.84139.973±1.983aaa(40.99)35.488±1.560aaabbb(25.17)骨小梁平均寬度/μm
(變化百分比%)42.58±2.57256.902±3.939aaa(33.63)52.449±3.596aaabb(23.17)骨小梁分離度/μm
(變化百分比%)107.55±3.3385.44±4.67aaa(-20.56)95.49±8.02aaabbb(-11.21)骨小梁數目/#•mm-1
(變化百分比%)6.669±0.2507.038±0.333a(5.53)6.788±0.452
(1.78)皮質骨寬度/μm
(變化百分比%)191.32±6.20248.02±13.18aaa(29.63)247.09±12.71aaa(29.15)類骨質表面積/%
(變化百分比%)2.366±0.5906.927±0.662aaa(193.26)6.864±0.521aaa(190.11)類骨質厚度/μm
(變化百分比%)70.99±10.66133.93±13.29aaa(88.66)108.57±20.98aaabb(52.94)侵蝕表面積/%
(變化百分比%)6.029±1.0402.642±0.404aaa(-56.18)3.460±0.477aaabb(-42.61)生長板厚度/μm
(變化百分比%)112.23±6.85113.97±9.90
(1.55)114.01±10.82
(1.59)a表示運動各組和對照組的比較:a:p
兩個運動組之間的各項指標的變化也存在不同程度的差異。跑臺運動組的骨小梁體積極 顯著地高于游泳組(p
3 分析與討論
骨組織形態計量學是一種應用數學和幾何的方法研究骨組織水平的質(骨結構)和量(骨 量)等形態學靜態特性測量技術,其優點是能精確地測量總體骨量的變化及變化部位(密質骨 或松質骨),能夠測量其他方法無法測量的骨組織微細結構(如骨小梁面積、厚度、數量、分 離度等)和骨組織形態學(如未鈣化的類骨質和細胞等)變化。在生長期時,成骨漂移占主導 地位而致使骨由小變大,處于輔助地位的破骨漂移的主要任務是由成骨漂移生成的不承受外 力的多余骨組織吸收掉,因而增加骨髓腔直徑,塑成骨骺的特殊形狀。骨組織形態計量學參 數反映了骨組織中正在進行著的骨形成和骨吸收作用。脛骨上端的骨小梁豐富,骨重建活動 相對具有代表性,而且在大鼠脛骨中,脛骨近端是生長速度最快的部位。因此本研究選取脛 骨近端進行形態計量學的測定,以觀察運動對生長期大鼠骨質量的影響。
經過9周的運動,運動組大鼠脛骨組織形態計量學參數與對照組的比較結果基本相同, 運動組大鼠骨小梁體積、骨小梁厚度均極顯著高于對照組,跑臺運動組骨小梁數目顯著高于 對照組,而骨小梁的分離度極顯著低于對照組,提示:和對照組相比,9周運動使大鼠脛骨 骨小梁骨量增加,脛骨近端骨量的增加是由骨小梁厚度增加、新的骨小梁形成和骨小梁分離 度下降而形成的。Joo等利用Micro-CT觀察了耐力運動后生長期大鼠股骨三維微觀結構,所 得到的骨小梁體積、骨小梁厚度和骨小梁數目的結果與本研究一致,并且發現跑臺運動提高 了骨小梁的彎曲度,反映了骨小梁連接的增加[6]。Westerlind等運用組織形態計 量學方法 的研究也發現,成熟大鼠進行6周抗阻力運動后,脛骨干骺端的骨小梁的厚度、骨小梁的數 目顯著高于對照組[7]。Bourrin等對大鼠脛骨近端、中段和遠端的組織形態計量學 觀察也發 現骨體積和骨小梁數目在進行跑臺運動的第3、4、5周后明顯增加,認為運動通過促進骨形 成和/或降低骨吸收增加松質骨的骨量,而通過骨膜下骨形成增加皮質骨骨量[8]。 本研究中 ,除跑臺運動組骨小梁數目有顯著增加外,運動組的骨小梁類骨質厚度和類骨質表面積都極 其顯著地高于對照組,表明運動使活化的成骨細胞數目增加,成骨細胞的活動活躍,運動使 脛骨近端松質骨的骨形成大幅度提升。同時,運動使大鼠脛骨骨小梁的侵蝕表面積極顯著地 低于對照組,表明運動對骨吸收作用的深度抑制,這些結果皆表明運動可以通過促進骨形成 作用,抑制骨吸收作用增加骨小梁骨量。
本研究還發現跑臺運動組的骨小梁數目顯著高于對照組,與骨小梁厚度、骨小梁分離度 等指標相比,其差異程度較小,并且游泳運動組的骨小梁數目和對照組間沒有顯著性差異, 說明運動對骨小梁數目的影響小于對骨小梁厚度和分離度的影響。換而言之,在由運動所致 的骨小梁骨量增加中,骨小梁厚度增加和骨小梁分離度下降的貢獻大于骨小梁數目的增加。 一些同樣利用組織形態計量學方法對大鼠的研究在發現骨小梁厚度比對照組顯著增加的同時 ,并沒有發現骨小梁數目與對照組間存在差異,認為運動對骨小梁骨量的增加是來自于骨小 梁厚度的增加,而不是倍受關注的骨小梁數目的增加[7～10]。
對于生長期長骨的皮質骨,許多研究表明運動對骨膜的作用大于對內皮質的作用,運動 可以通過加強骨膜下成骨作用,增加皮質骨厚度[11]。本研究雖然沒有測定骨膜的 變化,但 發現運動組大鼠脛骨的內皮質厚度均極顯著地高于對照組,提示9周運動大幅度提高了股骨 近端內皮質的沉積。這些結果表明運動增加松質骨表面的骨形成的同時,也增加生長板起源 的新骨形成。
與持續跑臺運動組相比,持續游泳運動組大鼠脛骨骨小梁的類骨質厚度、平均寬度明顯 較低,而且骨小梁分離度和侵蝕表面積則非常顯著地高于持續跑臺運動組,這些差異導致持 續游泳運動組的骨小梁骨量極顯著地低于持續跑臺運動組,這一結果和兩組間骨量的測定結 果及Huang 等對跑臺和游泳運動對骨量和骨力學特征的對比研究是一致的[12,5]。 但兩者之 間的皮質骨寬度基本相同,表明在脛骨近端的松質骨部位,持續跑臺運動的作用優于持續游 泳運動,但在對內皮質的作用上,兩者是相同的。其差異的原因則可能來自于兩個方面,一 是地面沖擊力的作用,二是跑臺運動和游泳運動所募集肌群的不同。
4 結 論
骨組織形態計量學以直接、微觀結果顯示出雌性生長期大鼠在經歷9周的運動訓練后, 和對照組相比,兩種運動方式均能夠通過刺激骨形成、抑制骨吸收促進生長期大鼠脛骨骨量 的積累,而且,跑臺運動訓練的成骨作用大于游泳運動訓練,提示在旨在健骨的運動中跑步 運動的作用優于游泳運動。
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[摘 要]根據“廣西工學院圖書館信息服務情況問卷調查”的結果進行分析，得出以下結論:學校圖書館對殘疾大學生的影響與幫助很大，但是他們利用圖書館主要以傳統的圖書館借閱服務為主，對現代圖書館服務知之甚少，包括了解與利用圖書館電子資源等。因此圖書館應從觀念、硬件設施與軟件服務等方面著手，為殘疾大學生提供優良的現代圖書館服務。
[關鍵詞]殘疾大學生;信息服務;圖書館;問卷調查
1 研究與目的
通過調查，預期實現以下目標:1)了解殘疾大學生利用圖書館的基本概況，揭示殘疾大學生利用圖書館的目的、方式以及圖書館對他們的影響與幫助等情況;2)了解殘疾大學生與身體健全的大學生利用圖書館情況的差異，為高校圖書館采取針對性措施促進殘疾大學生利用圖書館提供借鑒;3)了解網絡時代圖書館在殘疾大學生中的地位和影響;4)通過殘疾大學生們對圖書館提出的意見和建議，指明廣西工學院圖書館應該首要解決和重點改進的工作內容。
2 調查對象
2.1 調查表的設計
在廣西工學院就讀的殘疾大學生與身體健全的大學生一同上課，共同學習與生活。這些殘疾大學生基本上都是生活能自理的肢體殘疾者。調查表的內容主要分為利用圖書館的目的、利用圖書館的方式、圖書館對自身的影響與幫助以及對圖書館的感知與評價等內容。
2.2 調查對象
筆者于2008年4—12月陸續對廣西工學院的電子信息工程、測控技術與儀器、自動化、服裝設計與工程、制藥工程、食品、機械工程及自動化、土木工程、工程管理、機械先進與制造10個專業的大一至大四的學生進行了實地訪問調查和問卷調查，共獲得樣本208份，回收率為100%。
2.3 調查方法
因為受客觀條件限制，筆者主要采用了判斷抽樣和偶遇抽樣相結合的非隨機抽樣方法來選擇被調查者。首先在教室、食堂或在校園某一路途中偶遇某一殘疾大學生，然后跟隨其到宿舍，最后將這個殘疾大學生和同一宿舍里的身體健全的大學生確定為調查對象。問卷當面發放、當面填寫、當面回收，以保證較高的回收率。在做問卷的同時，對所有被調查的殘疾大學生進行訪談，具體了解他們對圖書館利用的認識與建議。問卷內容包括六個部分:被調查者的年級、專業等基本情況;被調查者利用圖書館的目的;被調查者利用圖書館的方式;圖書館服務對被調查者的影響;被調查者對圖書館的物理環境滿意度;其他情況?；厥諉柧砗?，運用專業數據統計與分析軟件進行制表、統計、檢驗與制圖。
3 殘疾大學生與身體健全的大學生利用圖書館情況
這一部分調查共設計了17個問題。主要從大學生利用圖書館的目的、利用圖書館的方式、圖書館對自身的影響與幫助、對圖書館的感知與評價、其他等方面來了解殘疾大學生與身體健全的大學生利用圖書館的狀況。
3.1 利用圖書館的目的
問卷的1～3題主要是了解殘疾大學生利用圖書館的目的。當問卷第1題問讀者是否需要圖書館提供關于就業的咨詢與信息時，身體健全的學生中有16.7%表示不需要，而殘疾學生100%表示需要。此問題說明殘疾大學生的就業壓力更大，更渴望得到所有方面包括圖書館的就業信息幫助。問卷第2題調查大學生們到圖書館借閱最多的圖書類型。調查顯示，這個方面兩類大學生一致，到圖書館借閱的大部分是專業圖書與人文素質類圖書(見表1)。
問卷第3題調查讀者利用圖書館電子資源的主要目的。調查顯示，兩類大學生在這個方面差異性不大。
3.2 利用圖書館的方式
問卷的第4、5題主要是了解大學生利用圖書館的方式。問卷第4題調查讀者解決問題所需信息的主要來源。調查顯示，大學生主要利用的還是圖書、期刊以及網絡(見表2)。
問卷第5題調查讀者利用圖書館各種服務的頻率。調查顯示，利用圖書館服務最多的還是傳統圖書的借閱與新到期刊的閱覽，并且兩類大學生在這點上差別不大。[LL]圖1 身體健全的大學生與殘疾大學生利用圖書館
各種服務的比較
3.3 圖書館對讀者的影響與幫助
問卷第6—9題，主要是了解圖書館對大學生的影響與幫助。調查顯示，大部分大學生感覺圖書館對自己學習的幫助是比較大的，殘疾大學生對圖書館的利用率更高。大學生感覺圖書館電子信息資源對自己學習的幫助作用一般(見表3)。
兩類大學生都認為圖書館開設的文獻檢索課很有必要(見表4)。
問卷第9題調查圖書館開設免費電子資源培訓講座的必要性。調查顯示，大部分大學生認為很有必要或有一些幫助(見表5)。
3.4 大學生對圖書館的感知與評價
問卷的第10—12題，主要是了解目前大學生對廣西工學院圖書館的感知與評價。第10題調查讀者對圖書館紙質資源的總體評價。調查顯示，兩類大學生的差別很大，殘疾學生利用圖書館紙質資源更多，而身體健全的大學生要求更高，他們對圖書館紙質資源不滿意率遠高于非常滿意率(見表6)。
問卷第11題調查大學生對圖書館查找文獻服務的滿意程度。調查結果顯示，身體健全的大學生有些從未在圖書館內找過書，不滿意率比殘疾大學生高得多。這說明殘疾大學生的求知愿望更強，根本原因是認識到學業是決定他們今后生活出路的關鍵因素(見表7)。
問卷第12題調查讀者對廣西工學院圖書館的館舍環境與閱覽環境的滿意度。調查顯示大學生的滿意度都較高(見表8)。
問卷第13題主要是了解當圖書館的現有資源不能滿足要求的情況下，大學生們將會采取什么樣的解決辦法。調查結果顯示，大部分大學生選擇網絡搜索(見表9)。
問卷的第14題主要是了解大學生在網絡信息檢索與利用方面，認為自己最需要學習的知識與技能是什么。調查顯示，大部分大學生都認為自己需要學習多方面的內容(見表10)。
4.1 拓寬殘疾大學生利用圖書館的思路
調查結果顯示，殘疾大學生在利用信息資源上有明顯的心理和知識障礙，但也有自己的優勢。他們解決問題時信息源非常單一，除了圖書館的紙刊就是搜索引擎。他們不了解科技論文與學位論文數據庫、標準與專利數據庫等圖書館的電子資源，更不了解BBS、IM(即時通訊)、Tagging(標簽)、RSS、博客等網絡信息源，而自尊心又特別強，拒絕身邊人的幫助，但碰到問題時卻非常有毅力，一定要解決問題，決不放棄。因此圖書館應該針對殘疾大學生開展一些活動，內容包括數據庫的培訓、搜索引擎的利用、信息檢索比賽、音像資料的利用、現代網絡技術的使用、圖書館知識利用講座等，引導殘疾大學生解決問題，加深拓寬對利用圖書館資源的理解。
調查結果還顯示，圖書館對殘疾大學生的幫助特別大。特別是目前殘疾大學生就業壓力非常大，圖書館可以向他們提供就業信息資源，如為殘疾大學生建立檔案，從大一進校起對這些殘疾大學生進行跟蹤，為他們提供專業學習、職業定位、就業選擇等信息上的支持。
4.2 為殘疾大學生構建適宜的閱讀空間
調查結果顯示，圖書館的館舍環境能給殘疾大學生帶來強烈的滿足感。圖書館可以在環境布置上，充分利用太陽光、自然風、室外綠地、室內盆景等讓殘疾大學生在圖書館內享受與外界環境親密接觸的愉悅;可以根據顏色對殘疾人心理的暗示，通過室內裝潢來營造舒適的內部環境。圖書館還可以進行無障礙建筑建設或對其原有的建筑進行無障礙化的改建，館內一定要配備電梯，新報刊閱覽室設在低樓層;圖書館還可以提供拐杖、輪椅、殘疾人翻頁設備、殘疾人專用書車等輔助設備;設置殘疾大學生專用書架;提供電話、開水等設施。使殘疾大學生在獲取知識的同時，身心也得到放松。
4.3 針對殘疾大學生進行圖書館資源建設
調查結果顯示，殘疾大學生借閱最多的是專業與人文素質類書刊。圖書館可以針對殘疾大學生的需求進行重點門類文獻資源的建設。主要內容為:1)政治歷史。包括時事、社會焦點、軍事、人物傳記、歷史知識等;2)心理保健。包括心理常見疾病的預防和自我調控、自我健身、瑜伽等;3)經濟法律。包括勞動法、殘疾人保障條例等;4)文學藝術。包括文學作品、書法、繪畫、音樂、攝影、棋藝、戲劇等，著重為勵志類;5)勵志類人物傳記。此類人物傳記很容易引起他們的共鳴。在信息源的載體上，首選紙質書刊，其次是一些音像資料、電子書、光盤等。另外，要提供無障礙的網絡信息資源，使殘疾大學生能夠暢通無阻地體驗利用圖書館資源的樂趣。
4.4 對殘疾大學生進行信息資源利用的培訓與指導
調查結果顯示，殘疾大學生非?？释麑W習有關信息檢索的知識。圖書館應針對這一特點開展工作，可以采用不同的形式:1)制定利用圖書館資源的計劃。圖書館可以針對殘疾大學生不同的來源背景、不同的專業、不同的身體殘疾程度等情況制定不同的利用圖書館資源計劃。2)編制推薦書目。可以針對殘疾大學生的閱讀傾向和興趣，對閱讀文獻進行選擇性的推薦，對文獻題名、作者生平、內容梗概、中心思想、閱讀價值編制目錄進行簡要介紹，以指導殘疾大學生自學。3)開展個性化咨詢。普通高校的殘疾大學生一般數量是很少的，圖書館員可以與殘疾大學生讀者進行一對一的交流，不斷地針對臨時出現的問題給予解決，給予長期指導。利用圖書館資源的培訓主要有以下幾方面的內容:1)利用方法的培訓。圖書館要對館藏分布、排架方法、目錄設置、服務項目、規章制度等進行介紹，讓殘疾大學生讀者能盡快熟悉圖書館。2)利用設備的培訓。對圖書館設備(如磁帶轉換數字格式設備、檢索機、復印機、掃描儀等)的使用方法進行說明，以便殘疾大學生可以自由自在地得到各種形式的圖書館資源。3)網絡技術的培訓。主要包括網絡數據庫的利用、虛擬參考咨詢方式、博客的使用方法、RSS的利用、IM與Tagging的使用等各種利用網絡獲取資源的技術。[1]
在數學教學中滲透游戲教學，可以使學生在身心愉快的狀態下學習數學，有益于智力殘疾兒童智力的開發，充分挖掘智力殘疾兒童的潛能，補償智力殘疾兒童的身心缺陷。
一 巧設游戲，誘發興趣
學習興趣是學習動機的重要心理成分，它是學生主動探究知識的助力器。讓學生在學習過程中帶著愉快的情感色彩去學習，其學習的效果最佳。托爾斯泰曾指出：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣?！苯虒W實踐證明：濃厚的學習興趣可以讓智力殘疾問題的大腦處于最活躍的狀態，能最有效地激發學生的學習動機，調動其學習的積極性，促使其自主地投入到學習活動中，從而有效地獲取知識，而游戲則是智力殘疾兒童最喜歡的一種活動。又由于智力殘疾兒童的注意力極其不穩定，易被其他事物所吸引，他們集中注意力的時間大約只有10分鐘左右，教師在教學中要善于變換教學方式，采用新的教學方法來吸引兒童的注意，并積極地、有意識地培養他們注意自己不感興趣的東西，發展他們的有意注意，以提高數學教學的課堂效率。
1.課前游戲，吸引注意，激發興趣
剛上課時由于學生課間活動剛剛結束，他們心理還處于活動的興奮狀態，無法馬上集中進入學習狀態，所以在新課前安排一個小游戲，便能夠及時地吸引學生的注意力，激發智力殘疾兒童的學習興趣。
2.新課游戲，降低難度，培養興趣
在講授新課時，由于單純的算理講解顯得枯燥無味，智力殘疾兒童也較難理解，而他們的注意力又具有極其不穩定的特點，所以容易走神，不愛學習。教學中筆者常把這些新知識編成游戲的形式來進行教學，在游戲中滲透新知識，使學生在輕松、愉快的情境中掌握新知識，降低了學習的難度，培養了智力殘疾兒童學習數學的興趣，提高了智力殘疾兒童學習數學的積極性。如在教學“兩步混合運算式題”時，講解其算理時，筆者就安排了“排隊上車”的游戲，在上車的人群中有年邁的老奶奶、兩個抱孩子的阿姨和幾個小學生。讓他們先根據平時乘車的經驗排隊上車，其余同學看看他們上車時是不是個文明的乘客，再進行討論和評價，學生討論得出上車的順序應該是：先讓老奶奶上車，再讓兩個抱小孩的阿姨先后上車，最后是幾個小學生按順序先后上車，那他們就得按到的先后順序排隊上車。這時教師進而把式題中的小括號比成“老奶奶”；把乘法和除法比成“抱孩子的阿姨”；把加法和減法比成“小學生”。這樣兩步混合運算式題的運算順序，學生就能較輕松地掌握了，增強了學習的自信心，培養了學習數學的興趣。
3.課后游戲，鞏固新知，提高興趣
在鞏固練習時適當安排游戲，可以放松一下學生的大腦，活躍課堂氣氛，讓學生在游戲中鞏固所學的新知識，提高學生的學習興趣。如教學“時、分、秒”時，在鞏固練習時筆者就安排了一個“找朋友”的小游戲，筆者在硬紙板上分別畫了幾個鐘面，再用幾張卡片分別寫出鐘面上所表示的時間，分別發給兩組學生，其中一組學生拿“鐘面”，另一組學生拿著表示相應鐘面時間的卡片，接下來讓全班同學一起唱《找朋友》的歌，這兩組同學就迅速地找到與自己對應的同學，與其手拉手，再分別說出自己所持有“鐘面”的時間是……找對朋友的同學，教師給予表揚、獎勵，找不到朋友的，大家幫忙找。
在數學教學中穿插游戲活動，能充分引起學生的有意注意，提高學生學習數學的興趣，激發學生的好奇心、求知欲。使學生在寬松、愉快的環境下學習知識、鞏固知識。
二 利用游戲教學實施情感缺陷補償
情感在一個人認識世界和改造世界的活動中起著很重要的作用，它是人生的一種調味劑，智力殘疾兒童也不例外，但由于他們的情感存在著缺陷，他們的身心發展將受到嚴重的阻礙，所以在教學過程中補償智力殘疾兒童的情感缺陷具有很重要的意義。而游戲教學是補償智力殘疾兒童情感缺陷的重要途徑。在教學新知識時，通過游戲的形式進行教學，減少學生掌握抽象知識的困難，學生也能在較輕松的氛圍中了解和掌握新知識，獲得成功的體驗，增強學習的自信心，使學生獲得良好的情感體驗，從而達到情感缺陷的補償作用。
三 利用游戲教學創造性地使用教材
隨著新課程的改革與實施，我們的全日制培智教材有的內容已無法適應教育教學發展的需要，與智力殘疾兒童的生活實際脫軌，如“珠算加法”“角和分的認識”等，由于智力殘疾兒童缺少生活的經驗，學習這些內容就有一定的困難。如教學“角、分的認識”時由于目前市面上已不用“分”的錢幣單位了，所以在教學時筆者把這方面內容改為“元、角的認識”，并安排了“購物”的游戲讓學生在游戲中進一步認識了以“元”和“角”為單位的人民幣。
根據智力殘疾兒童的發展特點，結合他們的生活實際，在數學教學滲透游戲教學，創造性地使用教材，貼近孩子的生活實際，為學生更好地適應社會生活打下了堅實的基礎。
四 利用游戲教學增強社會適應能力，回歸主流
一、緒論
翻轉課堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom），也叫顛倒課堂，就是將傳統的教學模式、教學習慣（老師上課講解，學生回家做作業）發生翻轉，學生課前在家里通過觀看教師創建的教學視頻而學習新的內容，課上老師與學生相互交流、分享學習的心得以達到教學目的的一種教學形態[1]。
翻轉課堂重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。這種教學模式下，課堂內的寶貴時間，學生能夠更專注于主動的基于項目的學習，共同研究解決問題，從而獲得更深層次的理解。教師不再占用課堂的時間來講授信息，這些信息需要學生在課后完成自主學習，他們可以看視頻講座、聽播客、閱讀功能增強的電子書，還能在網絡上與別的同學討論，能在任何時候去查閱需要的材料。翻轉課堂模式是大教育運動的一部分?；ヂ摼W尤其是移動互聯網催生“翻轉課堂式”教學模式[2]。
翻轉課堂作為一種“舶來品”信息化教學模式，目前對于“翻轉課堂”的研究與應用由原來的起步階段發展為快速發展階段[3]。
科學的實驗設計和實驗結果統計分析是科學實驗中不可缺少的部分，是根據實驗結果得出正確結論判斷時必不可少的理論依據，是現在研究成果發表中必不可少的組成部分。數據統計分析能力是科技、工程、檢驗等領域人才必須掌握的基本能力之一。
“實驗方法與數據分析”課程是關于實驗前進行科學、合理的實驗設計和實驗后對實驗數據進行科學處理的理論、方法的課程。課程已經開課多年，在教學中，關注實用性，簡化理論推導，突出理論整體理解和掌握，重點教授利用軟件完成實驗設計和數據分析。
“實驗方法與數據分析”翻轉課堂課程建設的目的是針對課程中有較多專業軟件實際操作內容、應用性強等特點，改變教學模式，針對不同教學內容特點，分別采用集中教學、集中討論和視頻教學三種教學方式。理論部分集中教學使理論掌握扎實；算例采用課后篩選集中討論，使學習和專業課題結合，更好地為把實驗設計方法和數據統計應用到后續課題研究中做準備；實驗設計和數據分析軟件實現部分采用視頻教學，使學生機動靈活跟隨教師的講解，針對自己的算例，實時實際在電腦中進行專業軟件操作。從而總體教學達到使學生充分理解掌握理論，緊密結合專業課題，熟練使用SPSS、mintab等專業應用軟件，使學生具備數據統計分析素養，在研究生課題完成中能學以致用，科學地使用實驗設計與數據處理知識，并應用在以后的工作學習中。本文主要針對第三部分即軟件實現部分的教學內容進行翻轉課堂教學設計和實施，并結合第二部分篩選的與專業有關的算例及習題進行具體教學。
二、翻轉課堂教學設計
以課程第四章統計假設檢驗與參數估計內容為例完成具體的設計與實施，首先設計教學過程如下：
1.將課件內容按主題分解成10張PPT左右的小課件并完成視頻錄制。課程視頻是為了學生課前方便、靈活學習。按學習規律，人每一段學習注意力集中只能保持10分鐘左右，所以視頻長短控制在10分鐘左右，保持高效學習狀態。現在學生都有智能手機，隨時可以觀看視頻，化整為零，可以利用等車、排隊等小塊時間靈活學習。在視頻中間加提問，學生答對問題才可繼續觀看，在視頻結尾加提問，學生答對問題才記錄視頻完整觀看。
2.提前一周左右發課件和視頻給學生，要求學生完成自我學習并完成例題軟件操作。學生按個人信息登錄后看視頻學習，并回答視頻中的問題，教師可以通過平臺數據了解學生觀看時間、是否完整觀看等情況。問題是要回答正確才能繼續觀看并完成整個視頻。學習后完成例題，自己參考課件、視頻內容自行用軟件完成，并提交相關數據和結果文件到指定地址。
3.課堂轉換到計算機教室上課，課上討論學習過程中的主要問題，進行答疑并重點講解重要內容。上課收集同學學習中的問題，并針對有共性的和關鍵學習點進行重點回答和講解。并系統重點講解主要和難點內容。
4.學生課上完成習題。課堂答疑和講解內容完成之后留習題讓學生實際操作，并允許同學互相討論，同學之間討論解決不了的老師再統一答疑。
5.學生課后繼續完成習題并復習。課堂教學結束之后布置同學繼續完成課后習題，并通過習題練習復習所學內容。
總之，通過上面步驟，將課程內容學習放在課前學生自行完成，課上完成討論、重點講解和課上習題練習，課后學生完成課后習題練習鞏固學習內容，這樣將學習和練習進行了翻轉，充分發揮學生的自主性，通過三次重復學習強化學習效果。
三、翻轉課堂教學實施
1.將課件內容按主題分解成10張左右的小文件并完成視頻錄制。按主題分解第四章講解內容，滿足主題突出、內容專一并講解時間控制在10分鐘左右。采用的錄制軟件是Office2013和Office Mix，最后生成MP4格式視頻文件。具體分解主題如表1所示。
2.提前一周左右發課件和視頻給學生，要求學生完成自我學習并完成例題。通過完成例題的情況反饋出學生基本完成視頻觀看，并基本掌握學習內容，可以按照例題過程完成例題的軟件操作。也有集中的問題出現，主要是成組和成對資料的假設檢驗有混淆。
3.課堂轉換到計算機教室上課，課上討論學習過程中的主要問題，進行答疑并重點講解重要內容。根據同學反饋，集中重點講解理論：統計假設檢驗的意義和基本原理；以單個樣本平均數的t檢驗為例重點講解軟件操作過程和數據結果的解讀；重點對比講解單個樣本平均數中u檢驗與t檢驗的區別和兩個樣本平均數假設檢驗中成組資料與成對資料的區別。
4.學生課上完成習題。最后15分鐘左右，學生開始完成習題，集中問題還是前面強調的兩個不同區別，經再次反復強調明確，加深理解逐漸不再混淆。
5.學生課后繼續完成習題并復習。課后繼續完成習題基本正確，說明基本掌握了本章學習內容。
【關鍵詞】參與度；數學課堂；成因；對策；課堂效率
一、課堂上學生參與度不高教師方面的原因及對策
1.教師備課不充分
教師課前對教材分析不夠，不能根據學生的實際整合教材，只是照搬書本，自然不能引起學生參與的興趣.教材的編寫是具備科學性和合理性的.由于學校生源的差異，學生接受知識的能力不同，教材編寫者不可能完全考慮到和照顧到.這就需要教師根據本班學生實際的學習狀況調整教學內容，對每節課的教學環節進行精心的設計和研究，已達到調動學生學習積極性的目的.
首先，教師課前要充分鉆研教材，明確本節課的教學目標、重難點.其次，教師要精心設計每一個教學環節，力求實現目標，突出重點，突破難點.最后，用心布置課堂和課外作業，使每名學生都能有成功的體驗，真正的有所收獲.
2.教師的教學方式陳舊
教師仍然采用“填鴨式”“保姆式”的教學方式.
新課標指出：教學活動是師生積極參與、交往互動、共同發展的過程.有效的教學活動是學生學與教師教的統一，學生是學習的主體，教師是學習的組織者、引導者與合作者.在課堂教學過程中要給學生思考、交流、評判的機會，這樣的課堂才有生機.只有教師少說，學生多說，把課堂還給學生，課堂才能活躍起來.
3.教師與學生關系緊張
教師沒有充分的教育學和心理學的知識儲備，不懂得與學生交流談心，了解他們的需求，師生關系緊張，課上學生自然也不愿參與課堂教學.有些教師課下從不與學生交流談心，把學生叫來有時都不知道該說些什么，學生學不會，教師就一味批評，而不是幫助學生去尋找原因，師生之間有意義的交流甚少.
其實教師只要加強教育學和心理學的學習，了解學生的心理特點，結合所學的教育理論，通過書面或口頭交流的方式了解學生的想法和需求，再根據具體的教學要求，盡可能地迎合學生的胃口，就可以達到增進彼此感情的目的.
二、課堂上學生參與度不高學生方面的原因及對策
1.學生對學習數學認識不足
學生體會不到學習數學的，體會不到數學學科秩序背后的科學精神以及在科學精神之上的情感依附和升華.嚴重的情感缺失，不僅不能培養學生學習數學的興趣，而且使數學成為學生痛恨的學科，他們怎么愿意參與課堂教學呢？筆者通過與學生談心了解到，學生認為數學很重要，但很難，太抽象，太枯燥，學得很苦，要不是為了升學，才不會學它.這說明，學生不會學數學，從而對數學有恐懼感，沒有信心.
教師首先要從思想上讓學生認識到數學的重要性.數學是一所優秀的思維學校，精確的數學語言讓我們有條不紊地思考復雜的決策，而不是只憑軼事、猜測和雄辯.教師還可以從生活中搜集更多的事實，時常地教育我們的學生，提高對數學的認識.其次可以通過開講座或課外興趣小組，幫助學生找到學習數學的科學方法，使學生學會學習數學，消除恐懼，樹立自信.
2.學生數學基礎薄弱
生源爭奪戰愈演愈烈！特別是基礎薄弱的學校，為了生存，為了招到更多的學生，對學生的中考成績要求很低，導致學生基礎薄弱，尤其是數學.初中知識薄弱，直接影響到高中的繼續學習.不難想象，用到初中知識的時候，基礎薄弱的學生思維就此中斷，他們想參與課堂教學，也無能為力.
針對上述情況，我們可以對數學基礎薄弱的同學，開學初進行初高中銜接知識的教學.同時對學生進行分層，因材施教.對學習目標分解，給不同的學生提出不同的要求.筆者就做過這樣的嘗試，取得很好的效果.把全班學生按成績和平時表現分層三部分：尖子生組、中等生組、后進生組.課上對尖子生先練后講，中等生先提示再練再講，后進生先講后練.課后作業給每組學生量身定做，使不同的學生都能體會到成功的快樂.同時要加強后進生的學法指導和心理輔導工作，讓他們明白老師沒有看不起他，是真心關心他們的.通過這樣增優補差的工作，達到讓優生更優、差生進步的效果.學生學有所獲，班級學風氣濃，課堂自然就“熱鬧”了.
3.學生沒有良好的數學學習方法與習慣
學生如果沒有良好的學習思考的習慣，在課堂上就只能被動地接受，師生、生生之間就不能進行正常的交流.所以良好的數學學習習慣是學生積極參與課堂教學的前提.
關鍵詞：通用技術；參與性；有效教學
隨著科學技術的飛速發展，技術已經成為人類生活中無處不用的客觀事物，并且也成為影響社會進步的重要因素。因此，技術教育就成為青少年培養基本素養的教育，通用技術課程就成為開發青少年潛能、促進青少年思維發展的基礎課程。但是，作為一門新的學科，通用技術的教學無論在教學資源的開發，還是在教學方法、手段上都存在著一定的問題。本文中筆者提出了一些在通用技術課堂中提高學生參與性、提高教學效果的教學策略。
一、將教師引導與學生探究學習相結合，創設良好的學習環境
在教學中，學生是學習的主體，為了激發其開發自身思維的能力，教師不應該單純地進行知識的灌輸，而應該在教師教導的基礎上給予學生更多的思考和操作的空間。
首先，教師應該創設輕松、活潑的課堂環境，給予學生更多的肯定與鼓勵，激發學生的學習熱情。其次，教師要能根據教學內容有效地設置問題，讓學生直接參與和經歷，調動學生積極地思考和解決問題。如在學習《設計中的人機關系》這一節時教師就可以提出：“觀察一下教室，說出哪些物品構成了人機關系”的問題，學生通過對親身經驗的討論和回答，就能準確地掌握“機”和“人機關系”的含義。再次，教師要在事先精心地做好教學設計的基礎上，給予學生足夠的時間來分析和探索，如在學習《設計中的人機關系》中，教師完全可以利用已有的教學設施，通過層層遞進的提問方式，讓學生相互討論、自我探究，掌握學習要點。教師可以提問一些“人體哪些部位與椅子構成人機關系”“大概多高的椅子坐起來最舒適”“學校里面有哪些設計不合理”等問題，讓學生對整個知識點進行系統的討論和理解。因為課堂中問題的設置，使得學生參與課堂的興趣加大，自主探究的能力也得到了開發，同時師生之間和生生之間的互動更為有效，從而達到最好的學習
效果。
二、將教材知識與生活實際相結合，激發學生的學習興趣
在通用技術這種立足實踐、高度綜合、注重創造、科學與人文融合的課程教學中，假若教師純粹地宣讀課本、陳列知識點，則不易引起學生的學習興趣。所以，教師應該有意識地將學生的學習陣地從書本中轉移到生活中，加強教材知識和生活實際的結合。例如，直接將一些生活中常見的、生動有趣的事件引入課堂，然后再根據教學內容進行適當的深入和拓展，這樣教學內容由淺入
深、教學內容形象生動，就會使學生學起來感覺輕松，學習興趣自然得到提升，也能自主地、積極地參與到課堂之中，在實踐操作之中理解課本知識、學習技術。
在學習《發現與明確問題》這一章時，為了明確在日常生活中發現“問題”在技術探究中的重要性，教師可以從大家熟知的牛頓和蘋果的故事引入，并且趁熱打鐵拿出自己事先做好的取碗器，來展示如何在較深且口徑小的容器中取出盛有食物的碗。因為學生在生活中也可能遇到在用高壓鍋等燉菜時，因為太燙又怕打翻食物，而無法取出碗的狀況。所以，這一設計無疑會引起學生對生活中“發現問題”的興趣。
這種寓生活知識講授課本內容的教學，能使學生感受到通用技術課程并不是枯燥無味的，其所學的內容能夠解決實際問題。這種貼近生活的教學直觀、生動，能夠有效地提高學生的課堂參與性。
三、將通用技術與信息技術相結合，實行多樣化的教學模式
信息技術和通用技術的教學整合對學生的學習以及教師的授課都有極大的幫助，信息技術是通用技術教學的重要工具，利用多媒體教學技術、計算機技術、網絡技術等能將通用技術的課堂變得更加多樣化，增加其吸引力和趣味性。信息技術能將文字、影像、圖片資料等集于一體，這使得通用技術課程的教學內容能從抽象變得具體，降低技能學習的難度。同時，聲情并茂、形式多樣的教學方法也能有效地激發學生的學習興趣，促其積極地進行探索學習。
通用技術課程是立足于學生的“做中學”和“學中做”的課程，同時也是一門強調各學科、各方面知識的聯系和綜合運用的課程。所以，在課堂中提高學生的參與性，能促進通用技術的有
[關鍵詞]：地質統計、礦物質、勘測、發展方向
中圖分類號： P624 文獻標識碼： A 文章編號：
一、地質統計學的產生及現狀。
地質統計學是由法國著名學者馬特隆教授(G.Matheron)于1962年創立的。地質統計學是以區域化變量理論為基礎，以變異函數為基本工具，以克立格法為基本方法,研究那些在空間分布上既有隨機性又有結構性的自然現象的科學。
地質統計學經過40多年的發展,已成為能表征和估計各種自然資源的工程學科，并由法國、南非及一些法語國家推廣到幾乎全世界。經過長期的追新發展逐漸演變成以G.馬特隆為首的參數地質統計學派和以A.G儒爾奈耳(A.GJournal)為首的“斯坦福地質統計學派”又稱“非參數地質統計學派”。不同的數學方法不斷地引進克立格法,多學科滲透形成各種新的克立格法。
二、地質統計學在礦物勘測與開采中的應用。
1、運用地質統計學進行礦物儲量勘測。
地質統計學是DIMINE礦業軟件進行礦量估算的基礎,文中的估值結果建立在該軟件之上,估值必須經過建立礦體三維可視化模型、地質數據庫、理論變異函數等過程。
地質統計學法被認為是一種較好的品位估值方法，尤其適用于品位變化大，礦巖界線由品位控制的礦床。在估值計算過程中，當有了足夠的地質鉆孔數據時，對礦床進行正式可行性評價時，選用地質統計學法是一種較好的方法，而在對礦床進行初步評價或是數據量不足時，就要首選較簡單的方法(一般是距離N次方反比法)?；诘刭|統計學原理和礦體三維可視化建模技術的DIMINE礦業軟件，實現了按照不同的邊界品位動態圈定礦體，能夠以市場經濟為向導，快速計算出礦體范圍內的礦石量,并進行儲量分級，在此過程中所得到的各中間參數，可以為投資決策和日常管理提供必要的參考依據。
2、運用地質統計學進行露天開采。
通過地質統計學勘測出礦物質的儲量之后就是驗證礦物的價值，進而安排相應的工序進行開采，根據儲量合理的安排生產力，開采技術條件對生產能力的作用體現在礦山工程延伸速度和臺階水平推進速度。露天礦可能達到的生產能力與垂直延伸速度的關系為：
通過公式計算出來的結果進行生產能力的分配，為了更好的生產，盡可能的減少人力開工，節約成本開支，而且秩序嚴明的生產團隊才能確保工作的有效性，為國家的重工業發展提供源源不斷的能源原料，同樣也為鋼鐵等金屬行業做出極大的貢獻。
三、地質統計學研究存在的問題和發展方向。
1、地質統計學研究存在的問題。
地質統計學研究存在的最大問題應該是在相關軟件上面，地質統計本身就是一項龐大的工程，軟件當然順理成章成為地質學中重大幫手，這項工程同樣也是需要廣大從業者一起努力才能實現最完美發展。儲量計算的過程受到礦床規律、特征及經濟的、技術的諸多因素的影響，是一個創造性的認識過程，并非只是數學數字的簡單組合運算。所以軟件問題直接影響地質統計學的發展。
由于中國的發展制度，即使很多知名的礦業自主研發出了比較完善的軟件，出于無法上市而被拒絕市場上進行競爭，同樣沒有壓力也同樣沒有動力，對我國地質統計學軟件的應用與發展有著巨大影響；在地質勘探和礦業開發領域的軟件系統中，礦產資源儲量評估軟件在很多情況下，往往只是這些軟件系統中的一個子系統軟件?！罢J定”這個子系統軟件，那么其它與此相關的子系統功能軟件要不要認定？整個系統軟件是否要認定？都是實際存在的問題。在市場中，有些企業還把子系統軟件的認定，說成是對整個系統軟件的認定，而影響用戶的正確選擇；礦產資源儲量管理部門實施的這項“認定”工作，在時間的安排上有較大的隨意性。政策性變化、機構調整、人員變動……甚至主管人員有無時間等因素都能影響到軟件“認定”時間的安排。有些研發成功的資源儲量估計軟件已在礦山生產應用多年，取得很好的效果，只因得不到及時認定，一拖幾年，無法在市場上發揮作用。這種情況讓人無可奈何。
2、地質統計學研究的發展方向。
（1）經過幾十年的理論研究與實踐，線性平穩地質統計學的研究較為成熟和普及，但還應對其研究方法加于提高與改進，以便更能反映所研究區域化變量的空間結構特征，提高品位估值和儲量計算精度。
（2）目前地質統計學的應用主要是二維或三維靜態估值,應加強對時間-空間區域的地質統計學的研究，加上時間作為第四維即可真正地進行動態估值。
（3）我國引進的地質統計學軟件和程序庫，多為英文界面和基于DOS平臺的“第三代”結構化編程語言，在Windows成為計算機操作系統的主流的今天，應加強面向對象編程的第四代程序語言以軟件開發，編制出完全漢化、操作更為簡單，界面更加優美的軟件，以方便礦山工程技術人員使用。
（4）研制一批高水平、實用性強的人工智能型的地質統計學專家管理信息系統,并對成果實行商品化,以適用市場經濟的發展,并以此激勵科研人員的創新能力。
（5）加強線性非平穩地質統計學(如泛克立格法)，非參數地質統計學、穩健地質統計學，多元地質統計學，非線性地質統計學，條件模擬，以及特異值的識別與處理等的研究。引進現代數學如空間拓撲學、人工神經網絡等理論，以豐富和發展地質統計學的理論方法。
地質統計學總的發展趨勢是由單元向多元發展，由點估計向區間估計發展，由空間克立格法向空間-時間克立格法發展，由參數方法向非參數方法發展，由估計向模擬發展，與其它數學分支相結合，引入更多的地質信息，從線性向非線性發展。總之,地質統計學正朝著理論體系化、方法多樣化、手段現代化、成果實用化方向發展。
參考文獻：
自從Paelinck提出“空間經濟計量學”這個術語,Cliff和Ord(1973,1981)對空間自回回模型的開拓性工作,發展出廣泛的模型、參數估計和檢驗技術,使得經濟計量學建模中綜合空間因素變得更加有效。
Anselin(1988)對空間經濟計量學進行了系統的探究,它以及Cliff和Ord(1973,1981)這三本著作至今仍被廣泛引用。Anselin對空間經濟計量學的定義是:“在區域科學模型的統計分析中,探究由空間引起的各種特性的一系列方法。”Anselin所提到的區域科學模型,指明確將區域、位置及空間交互影響綜合在模型中,并且它們的估計及確定也是基于參照地理的(即:截面的或時-空的)數據,數據可能來自于空間上的點,也可能是來自于某個區域,前者對應于經緯坐標,后者對應于區域之間的相對位置。
國外近幾年空間經濟計量學得以迅速發展,如Anselin和Florax(1995)指出的,主要得益于以下幾點:
(1)人們對于空間及空間交互影響的功能的重新熟悉。對空間的重新關注并不局限于經濟學,在其它社會科學中也得以反映。
(2)和地理對應的社會經濟大型數據庫的逐步實用性。在美國以及歐洲,官方統計部分提供的以區域和地區為統計單元的大型數據庫很輕易得到,并且價格低廉。這些數據可以進行空前數目的截面或時空觀測分析,這時,空間(或時空)自相關可能成為標準而非一種非凡情況。
(3)地理信息系統(GIS)和空間數據分析軟件,以高效和低本錢的計算技術處理空間觀測的發展。GIS的使用,答應地理數據的有效存儲、快速恢復及交互可視化,為空間分析技術的藝術化提供了巨大的機會。至少目前線性模型中,缺少針對空間數據和空間經濟計量學的軟件的情況已經大為改觀。目前已有一些專門的空間統計分析軟件,并且SAS、S-PLUS等著名統計軟件中,都已經包括用于空間統計分析的模塊。
(二)空間經濟計量學和相關學科的關系
空間統計學是探究空間新題目的另一門學科,它是應用數學的一個快速發展的分支。它起源于20世紀50年代早期,用以幫助采礦業進行礦躲量的計算。最早的工作是采礦工程師D.G.Krige和統計學家H.S.Sichel在南非進行的。70年代隨著計算機的普及以及運算速度的大幅進步,空間統計分析技術逐漸擴展到地球科學的其它領域。目前已經普遍存在于需要處理時間上或空間上相關的數據的科技領域中。
空間經濟計量學和空間統計學的區分不太輕易。Haining和Anselin的觀點以為空間統計學的探究大多由數據驅動,而空間經濟計量學由模型驅動,即從特定的理論或模型出發,重點放在新題目的估計、解釋和檢驗上?？臻g統計學的主流是探究生態學和地質學中的物質現象,空間經濟計量學主要探究和區域及城市經濟有關的模型。有一種觀點以為二者的區分應基于作者將其工作對應于空間經濟計量學還是空間統計學,這種區分辦法可能較為簡單。
地質統計學(Geostatistics)發展于20世紀60年代,主要用于探究地質學現象的空間結構和進行空間估值。例如,在探礦過程中,通常是在空間上布點進行鉆探,然后對采樣得到的樣品進行分析,估計礦躲的分布和儲量。由于礦躲不開采的話,在時間上結構幾乎是不變的,因此地質統計學探究的新題目主要是空間相關。空間經濟計量學所探究的新題目不僅存在空間相關,往往所探究的新題目在時間上也存在相關。
在區域經濟學的理論中,人們建立了各種理論以及關系式來描述人類在空間上的行為,如探究城鎮新題目的“引力模型”等。但在利用模型進行定量探究新題目的時候,需要將理論或關系式用數學模型來進行刻劃,利用統計方法對模型進行估計、檢驗,并進行評價,這些正好是屬于經濟計量學探究的范疇。應該說,空間經濟計量學主要探究區域經濟新題目,依據的是區域經濟學理論,但它還需要綜合數學,以及空間統計學等學科,因此它不等同于區域經濟學,而是一門交叉學科。
二、探究的新題目
空間經濟計量學主要探究存在空間效應的新題目?？臻g效應主要包括空間相關和空間差異性。在探究中涉及空間相鄰、空間相鄰矩陣等概念。
(一)空間相關
空間相關指在樣本觀測中,位于位置i的觀測和其它j≠i的觀測有關,即
附圖
存在空間相關的原因有兩方面:相鄰空間單元存在丈量誤差,空間交互影響的存在。丈量誤差是由于調查過程中,數據的采集和空間中的單位有關,如數據是按省、市、縣等統計的,但設定的空間單位和探究新題目不一致,存在丈量誤差。
空間相關不僅意味著空間上的觀測缺乏獨立性,并且意味著潛伏于這種空間相關中的空間結構,也就是說空間相關的強度及模式由盡對位置和相對位置(布局,間隔)決定。
對于空間相關,空間自回回通常是其核心內容,空間自回回模型的一般形式為:
附圖
在這個模型中,β解釋變量X(n×k矩陣)的參數向量(k×1),ρ是空間滯后相關變量的參數,λ是殘差空間自回回(空間AR)結構中的參數。
W[,1]和W[,2]為n×n矩陣,是標準化或未標準化的空間加權矩陣,分別對應于因變量以及擾動項中的空間自回回過程,這兩個矩陣可以不同,這意味著兩個過程由不同的空間結構天生。
這個模型可以退化成為普通的線性回回模型、(純)空間自回回模型、混合回回和空間自回回模型、殘差空間自回回模型等形式。
對這個模型,普通最小二乘估計不僅是有偏的,而且是不一致的,參數的估計通常采用極大似然估計,近幾年,有學者嘗試采用貝葉斯估計對參數進行估計。
(二)空間差異性
空間差異性指空間上的區域缺乏均一性,如存在中心區和郊區、先進和后進地區等。例如,我國沿海地區和中西部地區經濟存在較大差別。
對于空間差異性,只要將空間單元的特性考慮進往,大多可以用經典經濟計量學方法解決。但當空間差異性和空間相關共同存在時,經典經濟計量學方法不再適用,而且這時新題目可能變得非常復雜,由于這時要區分空間差異性和空間相關可能非常困難。
探究空間差異性的模型主要有:
E.Casetti提出的空間擴展模型(1972)和回回參數漂移分析方法(簡稱DARP)模型(1982)。這時,空間差異性表現為模型參數隨空間位置變化,并以空間單元的位置信息作為輔助變量(稱為擴展參數)。
y=Xβ ε
附圖
模型(3)為以經緯坐標(Z[,x],Z[,y])作為擴展參數的空間擴展模型。同樣可以以到中心區域的間隔作為擴展參數設計模型。
將模型(3)的第二個式子右邊加進隨機擾動項,則為DARP模型。E.Casetti(1992)進一步提出了貝葉斯空間擴展模型。
D.P.McMillen和J.F.McDonald(1997),C.Brunsdon
,A.S.Fotheringham;MartinCharlton(1996),提出地理加權回回模型(簡稱GWR模型)。
附圖
(三)時空數據空間模型
在模型中考慮時間維增加了描述的復雜性,但綜合時間空間的模型在實際工作中非常有用。在經典的經濟計量學模型中,這是綜合截面和時間序列數據的情形。假如數據不存在空間相關,則可以采用PanelData模型。Anselin(1988)將似不相關(SUR)模型擴展到空間的情形,提出空間SUR模型。
三、應用遠景及需要進一步探究的新題目
(一)在中國的應用遠景
