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地质领域实验性论文

发布时间:2024-07-05 21:02:04

地质领域实验性论文

[中图分类号] [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位,自1999年成立以来,在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩,对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求,地质钻探技术如何发展,如何更好地起到对地质工作的支撑作用,笔者对这些问题有些不成熟的想法,在此发表,希望能抛砖引玉,与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺,资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题,引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中,突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费,除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外,又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外,地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情,并进行积极的投资。近年来,随着地质工作的加强,地质钻探工作量成倍增长,一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大,使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比,目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机,基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口,我国自己研制的产品已经开始出现,但还未得到大面积推广应用,而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机,还未形成系列。钻探工艺方面,一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用,但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识,但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时,钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降,使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法,如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功,但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点,但由于没有得到地质人员的认可,至今未能得到推广。除此之外,目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等,基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高,地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想,表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在,使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为,考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段,应该分成近期、中长期和远期。划分原则是:至2010年为近期,至2020年为中长期,至2050年为远期。 远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中,都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义,目前尚无统一的说法。笔者的理解是:地质工作现代化的标志应该是,在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一,地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而,此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务,因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后,我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平,地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时,明确提出到2050年中国基本实现现代化,达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日,时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布:我们的目标是,到下世纪中叶,即中华人民共和国成立一百周年时,基本实现现代化。由此看来,我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是:自主创新能力显著增强,地质钻探技术水平显著提高,自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用,钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是:初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法,使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的,重点研究内容如下: (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法,包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题,包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术,包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外,钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一,拟开展以下一些工作: ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造,其直接结果是推动科学技术进步,提高社会生产力的发展水平,进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展,在短期内获得显著的技术经济效果,使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家,却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功,是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新,其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是:超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例,在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新,涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术,最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法,使机械钻速提高50%以上,回次长度由3m提高到8~9m,大大节省了施工时间和成本。 加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来,到在钻探施工中得到普遍应用,通常需要花很长的时间,做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏,都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间,影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果,该项工作应有计划、有组织地开展,因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作,而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来,在钻探技术研究与应用的所有环节中,科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节,加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2004,31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看: 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文

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地质领域的实验性论文有哪些

工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文,供大家参考。

工程地质论文 范文 一:隧道工程地质雷达检测分析

【摘要】通过实际工程应用,介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中,证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。

【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用

1、工程概况

小北山二号隧道为长隧道,按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571~ZK21+091,长1520m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高,坡高~,隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599~ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高,坡度~,隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭,山体植被较发育,山体发育花岗岩孤石,大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉,覆盖层由粘土、全~强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中~微风化岩的风化裂隙。

2、地质雷达的发展及其应用

随着社会的高速发展,有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用,重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达,隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测,因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多,而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察,但是在隧道实际的开挖施工当中,还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明,在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况,并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后,应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性,不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量,需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测,例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明,地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在,地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达,其工作的频率在50到2G赫兹,最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达,结合地下工程的超前预报的特点,采用的是脉冲调制式,这个的探测距离非常大,而且分辨率也非常高,其工作的频率大约在160到220兆赫兹,其探测的距离可以达到40到60米,可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。

3、探测的原理以及方法

结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作,其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查,对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测,对隧道围岩的级别进行分析,并列出一些施工的建议,确保隧道施工的安全,减少一些不必要的损失,为动态的设计提供所需要的地质参数,从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统,运用了空气耦合型100兆赫兹的天线,结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件,对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方,使用一些点测的方式,使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。

4、数据的处理以及得出来的结果

对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析,再结合现场的岩性所具体的实际情况,选择一个比较适合的相对介电常数,进而得出来一些成果,在成果的解释当中,开始的时候,假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话,就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话,就应该是岩层岩性变好的一个表现,结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果:(1)掌子面为强风化花岗岩,上方自稳能力差,中部伴随严重掉块,局部潮湿明显,推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈,同相轴紊乱,推测此区域与掌子面情况类似,有明显破碎带,围岩完整性差,推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定,同相轴平稳但仍存在断开处,推测此区域岩性略微好转,但依旧破碎且含水,推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱,加大增益后发现同相轴较为连续,推测此区域岩性好转,级别应为IV级。依据结果给出的建议:(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩,自稳能力差,局部潮湿明显,中部掉块严重,应严格控制进尺,加强支护,预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似,稳定性差,破碎带明显,容易坍塌。严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后,岩性有所好转。建议采用上下台阶方法,并严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。

5、结束语

地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中,可以很好地对工程的质量进行详细地检测,可以更严格地控制工程的质量,更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响,而地质雷达在对介质参数的探测当中,还存在很多的争议,那么经过不断地完善以及发展,地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述,应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷,可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据,这样就可以提高工作的效率,并且节省一些资金。

工程地质论文范文二:福仁山隧道工程地质研究

【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区,位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,内部组成与构造变形十分复杂,工程地质现象较为特殊,具有一定的研究意义。

【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造

1福仁山隧道工程概述

目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设,设计时速250公里每小时,功能以客运为主,从西安出发,穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内,经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都,预计线路通车后,将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成,全长660公里,项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长公里,建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段,正线全长。该标段主要包括:罗曲隧道进出口路基工程,隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度,桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区,隧道范围平均海拔1200m,最高海拔为,洞身地表起伏较大,地表自然坡度为30°~40°,分布有众多基岩“V”形侵蚀谷,多为南北展布,隧道区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。隧道起讫里程为DK159+。进口位于金水河牛角坝,出口位于酉水河宋家堰,最大埋深929m,最小埋深46m,洞身均位于直线以上,隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上,隧道中含有一座斜井,为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸,隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道内线间距为.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽,施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护,二次衬砌及时跟进,以确保施工安全。

2沿线气候条件

本区域为亚热带湿润季风气候,特点是温暖湿润,四季分明,降水量多集中在夏秋季节,常有暴雨灾害,年平均气温℃,极端最高气温℃,极端最低气温℃,年平均降水量,年平均蒸发量,最大积雪厚度4cm。

3工程地质特征

地层岩性

隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4),志留系下统(S1),元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括:膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18),多为灰黄色,粒径小于或等于2-60mm的约占10%,大于60-100mm的约占25%,大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1):片岩夹大理岩(S1Sc+Mb),大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构,片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3):变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色,浅灰色,风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar):片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),灰褐色,浅灰色粒状变晶结构,块状结构,风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括:碎裂岩,多为青灰色、灰褐色,宽度约20-65m,工程地质较差。

地质构造

福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,相当于秦岭造山带的蜂腰部位,隧道主体位于佛坪窟窿的南半部,历经多次地质构造活动的影响,其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2,其中f66为逆断层,产状N65°-N80°W(65°-N75°),破碎带宽约为10-30m,断层带物质成分为碎裂岩,局部夹断层角砾岩,断裂带内部岩体较为破碎,隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+。f67为逆断层,产状N60°-N80°W(50°-N65°),断裂带宽30~40m,内部成分为断层角砾,洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外,隧道段还发育两处背斜及一处向斜,背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062,岩体破碎,节理发育,向斜核部未穿过洞身,富水,岩体破碎,节理发育,由于隧道区各地质体的发育时代,构造运动强烈,区域性大断裂贯穿东西,发育数条低序次断裂,岩石节理裂隙较发育,分布较多节理密节带,岩体较破碎-较完整。

不良地质及特殊岩土

(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶,岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中,以溶洞形式发育,溶洞直径约1-3m,可见延伸深度大于10m,不完全填充,充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土,具弱-中等膨胀性。

4工程设计情况

针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点,施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上,制定了较为科学合理的设计方案:(1)洞口工程采用斜切式洞门,并设置明洞段,出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟,边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土,锚杆,钢筋网,钢架,二次衬砌等,各衬砌类型预留变形量,特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚,小导管等措施进行了加强。

参考文献:

[1]王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2013.

[2]兰州铁道学院.隧道工程[M].北京:人民铁道出版社,1977.

[3]张咸恭.工程地质学[M].北京.地质出版社,1983.

[4]高速铁路设计规范(TB10621—2009)[S].2009.

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[中图分类号] [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位,自1999年成立以来,在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩,对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求,地质钻探技术如何发展,如何更好地起到对地质工作的支撑作用,笔者对这些问题有些不成熟的想法,在此发表,希望能抛砖引玉,与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺,资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题,引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中,突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费,除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外,又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外,地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情,并进行积极的投资。近年来,随着地质工作的加强,地质钻探工作量成倍增长,一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大,使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比,目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机,基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口,我国自己研制的产品已经开始出现,但还未得到大面积推广应用,而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机,还未形成系列。钻探工艺方面,一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用,但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识,但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时,钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降,使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法,如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功,但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点,但由于没有得到地质人员的认可,至今未能得到推广。除此之外,目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等,基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高,地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想,表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在,使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为,考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段,应该分成近期、中长期和远期。划分原则是:至2010年为近期,至2020年为中长期,至2050年为远期。 远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中,都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义,目前尚无统一的说法。笔者的理解是:地质工作现代化的标志应该是,在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一,地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而,此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务,因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后,我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平,地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时,明确提出到2050年中国基本实现现代化,达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日,时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布:我们的目标是,到下世纪中叶,即中华人民共和国成立一百周年时,基本实现现代化。由此看来,我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是:自主创新能力显著增强,地质钻探技术水平显著提高,自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用,钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是:初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法,使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的,重点研究内容如下: (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法,包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题,包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术,包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外,钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一,拟开展以下一些工作: ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造,其直接结果是推动科学技术进步,提高社会生产力的发展水平,进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展,在短期内获得显著的技术经济效果,使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家,却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功,是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新,其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是:超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例,在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新,涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术,最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法,使机械钻速提高50%以上,回次长度由3m提高到8~9m,大大节省了施工时间和成本。 加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来,到在钻探施工中得到普遍应用,通常需要花很长的时间,做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏,都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间,影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果,该项工作应有计划、有组织地开展,因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作,而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来,在钻探技术研究与应用的所有环节中,科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节,加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2004,31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看: 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文

物质科学领域的教学实践研究论文

竹篮打水并不空 ——例说水分子张力常言道“竹篮打水一场空”,其实细心的你一定会发现,竹篮打水并不空:在竹篮底部和四周的空隙处,张满了无数的水膜。这是什么原因呢?还得从分子间的作用力说起。我们知道,所有物质都是由分子组成的,组成物质的分子不仅在永不停息地做着无规则的运动,而且分子与分子之间既有着相互作用的引力又有着相互作用的斥力。正常情况下,分子间的引力等于斥力,若设这时分子间的距离d为平衡距离,那么当分子间的距离稍大于平衡距离时,分子间的作用力表现为引力(若大于分子直径10倍,分子间就几乎没有作用力了);当分子间的距离小于平衡距离时,分子间的作用力表现为斥引力。当竹篮浸在水中时,由于竹篾分子对水分子有引力作用,使得提起竹篮时篾隙间的水分子距离变大,分子间的作用力表现为引力,就形成了无数的水膜。其实任何水面上都有着一层水膜。这是因为水面一部分运动较快的分子不断跑到空气中去(即水蒸发),使水分子间的距离变大,分子间的引力也就明显大于斥力,从而形成了所谓的张力,使得水面好像有一层薄而又有弹性的“表皮”。这也是许多轻小昆虫能在水面上行走自如的原因之一。要说这里的表面张力还真还不小呢,足可以使一些轻质塑料淘米篮漂浮在水面不下沉。但如果水膜一部分受到破坏,其他部分在引力的作用下就会发生运动。例如,用剖开去芯的木质铅笔制成一个小船,在船后打钻成的小孔里嵌插蜡油,将小船放到水面上,船就前进了。这是因为与水接触的蜡油,破坏了水表面的张力,使这部分水面的张力突然减小,于是船就向着张力较大的方向移动,另外由于扩散,蜡油分子按一定的速度射向水,因为力的作用是相互的,也产生了推动船前进力。你看,世界多奇妙,竹篮打水也不空,真是留心处处皆物理,让我们一起来用科学的眼光欣赏这美妙的世界吧!

“探究物质的密度”这节内容在中学物理教学中有着很重要的地位。从知识角度说,密度的概念是物理学中一个基本概念,也是常用的物理量,是以后学习压强、浮力等力学知识的基础。从过程和方法角度说,密度概念的建立通过运用数据分析和比值来定义物理的方法,是一种很重要的科学方法。如何进行本节课教学,本人提出几点粗浅的建议和看法,欢迎同行批评指正。

(1)探究的物理问题不明确,猜想与假设过于盲目

一个科学探究过程必然要围绕一个明确的物理问题展开。

①虽然教材中指出探究性物理问题,但缺乏明显的探究方向,给形成探究假设与制定研究方案带来了一定困难。

②教材中也指出是探究性的物理问题,但学生完全可能凭生活经验想到颜色、气味、味道等来识别,学生会想到可以用质量、体积,甚至质量与体积的比值来识别物质吗?质量与体积的比值与物质的识别之间有什么联系?为什么可以用质量与体积的比值来识别物质?由物质的识别猜想到利用质量与体积的比值作为识别的依据,这种猜想的根据是什么?学生怎么可能想到用质量与体积的比值来识别呢?这种猜想显得盲目。

③关于教材中的问题,学生猜想相同体积的不同物质(或相同物质)的质量是否相同的根据是什么?这会使学生的猜想陷入一种无根据的幻想中。这与课程标准关于科学探究能力目标中的猜想与假设的基本要求相违背,也与课程解读猜想与假设的说明部分意思相违背。

(2)通过实验,学生无法理解密度是什么

教材试图通过实验测量的比值来发现同种物质的比值一般是恒定数值,说明密度是物质的一种特性,从而定义密度,得出公式=。如果你问学生,密度是什么?他们肯定会告诉你:密度是单位体积某种物质的质量;如果你再问,密度是不是由决定?他们会告诉你:是。如果你解释“密度是由物质本身决定的,是一种特性,与质量m、体积V无关”,学生根本不理解。

为了解决以上两个问题,使学生能理解什么是密度,也为了培养学生的科学素养,我提出了以下教学设想:

一、引入

1、我用数码相机在惠州市区拍下了人拥挤和人稀疏的地方的现场情况,在课堂上放映,引导学生得出人的分布有疏密程度的不同,引入人口密度,提出人口密度是用来说明人口分布的密集程度。从研究人口密度重要性说明有必要对密度进行研究,从而引入密度。

2、从“物质有多有少如何分布”引入物质密度,提出物质的密度就是用来说明质量分布的密集程度。学生对密度的意义就有了理解,从而清楚知道密度是为了说明质量分布的疏密程度,这一点学生很容易理解。

二、通过讨论,加强学生对密度意义的理解通过提问:不同物质密度一样吗?引导学生分成三个小问题来研究:

1、相同体积的不同物质如何比较密度

学生很容易想到要比较质量。通过天平测量体积相同的两种透明液体的质量的实验演示,学生发现质量有大有小,通过对密度意义的理解,分析并得出结论:体积相同时,质量较大是因为该物质质量分布较密,密度较大;反之,密度较小。

2、相同质量的不同物质如何比较密度

学生很容易想到比较体积,同时引导学生先根据密度的意义进行猜想与假设,再通过用测量质量相同的两种透明液体的体积这一演示实验进行探究。

3、如果质量与体积都不同呢

引导学生比较单位体积的质量来判断密度大小,提出比值法,让学生明确可以采用这种研究方法研究密度大小,从而把作为一种研究方法,同时也为制定比较密度的计划和实验的设计打下良好的基础。

三、引导学生提出问题,并进行猜想与假设

在分析研究不同物质的密度情况下,很容易引导学生提出问题,相同物质的.密度会一样吗?从而引出了物质探究的课题。

通过播放石墨原子的六边形排列结构短片,引导学生发现石墨这种结构是固定的,从而使学生猜想到石墨的质量分布疏密程度也可能是固定的,最终猜想到同种物质的密度可能相同。这一猜想过程有利于学生加深对密度是物质的一种特性的理解,同时使学生的猜想有一定根据,避免了猜想的盲目性。

采用这样的教学设计,很容易让学生理解:

①物质的密度是用来说明物质质量分布的密集程度。

②物质的密度是物质的一种特性,是由物质本身分布的疏密程度决定,与体积、质量无关。

③让学生意识到:是一种研究方法,是人们通过宏观世界来认识微观世界的一种研究方法,是计算式,不是决定式。与此同时,让学生真正经历科学探究过程,让学生主动运用科学研究的方法研究物理问题。

物理教学中探究性实验的积极作用论文

在社会的各个领域,大家最不陌生的就是论文了吧,通过论文写作可以培养我们的科学研究能力。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,以下是我精心整理的物理教学中探究性实验的积极作用论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要: 探究性实验是物理教学的重要教学方法,对学生掌握物理知识有促进作用。探究性实验还可以激发学生的学习兴趣,提高学生交流合作和动手实践的能力,对教师教学能力提高也有积极作用。文章针对目前物理教学中存在的问题,对探究性实验在物理教学中的积极作用与实施策略进行了阐述。

关键词: 探究性实验;物理教学;积极作用;

实验教学是物理教学的重要手段,选择正确的实验教学方法对提高教师物理教学质量,使学生更好地理解抽象、复杂的物理知识有重要的作用。由于大部分教师还用传统教育理念去进行教学,导致目前物理教学存在以下几个普遍现象:重理论讲授,轻实验探究;重实验结果,轻发现过程;重知识传授,轻启发引导。造成了中学生科学创新精神与动手实践能力得不到发展,教师在物理实验教学时,以验证性实验为主,缺少探究性实验。验证性实验是对已知论断进行实验来加以验证,达到学生掌握物理知识的目的,因其实验步骤固定,结果已知,很难激发学生的学习兴趣与实践创新能力。而探究性实验,是通过学生自主地实验探究,按照发现问题、寻找方法、动手实践、最后得出结论的顺序来进行实验,要求学生对于实验内容、原理、过程与方法都要充分理解,因其过程的探究性,结果的未知性,加强了学生对于物理学习的积极性,充分发挥了学生学习的主体作用①。

一、探究性实验有利于培养学生的各方面能力

(一)探究性实验培养学生的探究能力

探究性实验与验证性实验不同,是将问题作为实验的中心,更加注重学生独立自主思考,在实验过程中学生有自己的想法,并可以将他们的想法付诸实践,教师只需要在学生遇到困境的时候给予适当的指导。当学生通过自己的努力,探究得出实验结果,并分析出结论的时候,学生会获得极大的.满足感与成功感,促进了学生对物理知识的学习。学生正处于对未知世界充满好奇心的时期,他们的求知欲无比强烈,因此学生需要这种探究训练,使他们保持探究习惯,形成探究能力,这不仅会促使学生对物理学习产生浓厚的兴趣,也会对学生以后的学习产生重要影响,从而影响到学生未来发展。教师要帮助学生保持对世界的好奇心,人类的发展需要对未知不断地探索,而探究性实验可以提升学生对未知世界的探究能力。学习兴趣是学生终生学习的前提,探究能力是终身学习的手段,前者可以提高学生学习的效率与学习的积极性,后者可以促使学生主动进行探索、积极思考和拓展创新。

(二)探究性实验培养学生的交流合作能力

教师在探究性实验教学中,引导学生主动思考,并提出与探究实验相关的问题让学生解答,避免了教师在课堂上一味的讲述,忽略学生对知识的吸收,加强了师生之间的沟通。教师可以通过开展探究性实验教学,对实验的内容、原理、过程、方法和结论进行提问,也可以及时纠正学生在实验中错误方法、错误思想,在师生的交互与讨论之间,学生的问题得到了充分的解答,这样学生在实验中也能更加得心应手,探究性实验使学生与教师之间的情感与思想得到了交流。同时它也加强了学生与学生之间的交流,在进行实验过程中,需要学生之间相互沟通,相互讨论,学生要主动地提出自己对实验的想法,也要虚心地听取他人的意见,既对自己的不足要进行反思,也要对他人正确的意见加以吸收,从而不断地完善实验。这个过程使学生可以在交流合作中相互学习,也可以培养学生的团队精神,使学生认识“独木不成林”的道理。探究性实验通常是分小组进行的,每组之间既有合作也有竞争,也可以促进学生竞争意识的发展,从而加强学生的交流合作能力。

(三)探究性实验培养学生的动手实践能力

物理学是建立在实验基础上的,它需要学生具有良好的逻辑思维能力与动手实践能力。探究性实验因其自身特征,需要学生自己寻找实验所需的资料。通过自己判断、归纳、整理相关信息,不仅可以使学生深刻认识实验原理与所学的物理知识,也锻炼了学生收集整理信息、处理分析信息、理解运用信息的能力。实验要求学生能够熟练操作实验仪器,每种实验仪器都有其使用方法和注意事项,学生在亲自动手实验的过程中,既学习了必要的物理知识,也增强了自己的动手实践能力②。我们培养的是全面发展的学生,而不是“思想的巨人,行动的矮子”,我们不仅要使学生学会知识,还要让学生将知识融入生活,从生活中的事例来启发学生进行思考,在动手实验中培养学生对物理的学习兴趣③。探究性实验的开展可以使知识真正地转化为一种能力,使学生在以后的学习生活中,学会积极发现问题,主动思考问题,自己动手解决问题。

二、探究性实验发挥教师言传身教的功能

教师对学生的影响是深远的,目前的学校教学中,教师普遍采用讲述教学法,将书本上的知识复述出来,不仅不利于学生掌握知识,对于教师能力的发展也是不利,作为教师应为学生们树立良好的榜样,做到言传身教。在探究性实验中教师需要积极思考,而不是简单地套用书本知识,需要理论联系实际,帮助学生应对突发事件,教师的思考过程也会被学生效仿,养成思考习惯。学生在跟随教师的学习的过程中耳濡目染,养成良好的思考习惯,实现“盐溶于水”,在无声中训练学生的技能。教师的言传身教,使学生可以看到榜样的力量,这也可以构建良好、和谐、健康的师生关系,使教学氛围变得融洽和谐,减少师生间的冲突。

三、物理探究性实验实施策略

(一)鼓励学生自主学习,使探究性实验更具开放性

学生是教育的主体,在探究性实验过程中,学生自主的思考是非常重要的,教师要鼓励学生自主学习,培养学生质疑精神,锻炼学生主动提出问题并寻求答案的能力。这就要求教师要创设合理的探究情境,营造良好的学习氛围,并科学的设计探究实验。在探究性实验设计过程中,教师要学会做好领路人的工作,放大学生的主体性,对学生的思维不可以过多地约束,要使探究性实验真正在成为学生的探索行为,为学生提供一个广阔的空间。其次,学校需要对培训人员进行科学选择,通过邀请学校内部工作经验丰富的管理人才与一线教师合作,或者邀请校外专家及管理人员,在这些人员作用下,负责对学校各岗位人员进行培训。现阶段,在高校中青年教师数量比较多,所以,学校需要把其当作重点培养对象,在对高层次人才进行组织教育时,应该采用探究式培训方法,只有这样,才能调动教职人员工作积极性,提高学校教学水平。除此之外,对于后勤人员或者行政人员,在组织培训活动时,需要明确其工作能力和服务对象,保证培训的针对性。高校在进行人力资源管理工作时,需要定期对人力资源管理人员进行专业培训,除了要吸引大量管理人才之外,还要对在岗人员进行培训,通过各种方法,提高人力资源管理人员综合水平,便于高校人力资源管理工作更好开展。

(三)科学构建人力资源考核体系

通过构建完善的人力资源考核体系,能够对学校教职人员工作状况和水平进行全面考核,并以此为依据,获得真实的考核结果。对于工作表现好的教职人员,学校可以提供相应的物质或者精神奖励,调动教职人员工作积极性,提高教职人员工作水平。对于工作表现差的教职人员,学校可以提出相应的处罚制度,以示警戒,规范教职人员工作行为,避免不必要问题出现。在开展绩效考核工作时,学校需要结合自身特点,不但要对经济效益和社会效益进行全面考核,还要对其他内容给予高度重视。对于青年教师来说,在制定考核指标过程中,需要科学配置科研和教学之间的比重,完善考核指标。对于科研能力强和高级别教育工作者来说,需要充分发挥其科研优势,提高科研考核指标比重,对其考核指标进行适当更改。

对于后勤管理及行政管理人员来说,需要根据其工作状况和工作效率对其进行考核,制定一系列奖罚政策,将考核价值全面发挥。在奖罚激励和绩效考核过程中,学校需要根据人力资源岗位差别和需求,对各个岗位和不同人员建立不同的考核机制,通过这种方法,能够让每一位教职员工都能认识自我,发挥自我价值,从中获得满足感,以后更好地完成上级下发的工作任务,发挥个人价值,给学校创造更多的效益。除此之外,高校在开展考核工作时,需要保证自身执行能力,在创建良好绩效考核环境下落实,将考核工作实施到具体位置。学校应对现有教职员工进行科学考核,也就是结合每个员工实际情况,制定考核机制,对学校整体运营状况有深入了解,提高学校效益。在对教师员工考核过程中,不可过于注重某一环节考核,而是需要把绩效考核贯彻到学校人力资源管理与开发活动中,根据考核结果总结反思,改善人力资源管理模式,提高学校整体工作水平。

四、结束语

总之,近几年来,随着经济全球化快速发展,国家面临的国际竞争压力增大,为了能够更好迎接国际市场提出的考验,在国际竞争中占据一定地位,国家需要给予教育事业高度重视,发挥教育重要价值,为社会培养更多的专业型人才。现阶段,我国高校在人力资源管理过程中,整体效果并不理想,存在诸多问题,无法促进高校人力资源管理水平地提高,影响教育效果。所以,学校在开展人力资源管理工作时,需要结合实际情况采取一系列对策,建立完善的绩效考核体系,保证学校人力资源管理工作有序进行,实现人力资源科学分配,提高资源使用效率,为社会培养更多优秀人才,实现我国教育事业的更好发展。

五、参考文献

[1]杨娟.高校人力资源管理信息化建设的探讨与思考[J].江苏科技信息,2019,36(36):34-36

[2]罗静.高校人力资源管理的创新途径分析[J].现代营销(经营版),2019(08):16-17

[3]陈晓婧.关于高校人力资源管理信息化的思考[J].中国管理信息化,2019,22(08):224-225

物理的科学态度和科学方法摘要:物理,科学,态度,方法其实,素质教育本身所包含的内容是很多的,在本文中所谈及的素质教育,指的是以全面提高学生的身体素质、心理素质、社会文化素质为目标的教育。很多人都认为物理这门学科的知识学了没有太大的用处,因为在实际生活中,的确也很难想象会在什么场合要用到“连接体”等高中物理中这类典型问题。即使有些人将来从事科技工作,如果不是去作大学或者中学的物理教师,恐怕也很少需要在这样的层次上去应用牛顿第二定律。这就似乎涉及一个很直接的问题,学习物理对绝大部分的人来说到底能有什么用?产生上述问题的原因,是因为这些人认为,在中学的有限课时内,应该多学一些“主干知识”。所谓主干知识,则是那些在物理学中影响全局的,掌握不好就无法进一步学习的,也就是说,考虑得较多的是物理学科本身,而并非作为一个人的素质的需要。在这里要回到我们的出发点:中学物理课程不是为培养物理专业工作者而设立的,它应该和其他学科有机地结合在一起的,为提高学生素质这一总的目标作出贡献。物理课程改革的核心目标是全面发展学生的科学素养,这一崭新的教育理念与传统物理教育重视知识传授的理念有明显的差异。因为科学素养的涵义是非常丰富的,它包括科学知识与科学技能,科学探究(过程、方法与能力),科学态度、情感与价值观,科学技术与社会。物理教学中科学素养的培养应从以下几个方面入手:(1)物理科学知识与技能。通过物理教学使学生掌握构成物理学的主要事实、概念、原理和规律及相应的基本技能,能用所学知识解释生活和生产中的有关现象,解决有关问题。(2)科学方法与科学思维。使学生掌握物理学中常用的科学方法,具备良好的科学思维能力,能够进行初步的科学探究。(3)科学品质,包括科学态度、科学精神、科学伦理和科学价值观。(4)科学技术与社会的关系。学生应理解科学与技术之间的关系及差异,理解科学技术与社会之间的关系,具备一定的科学决策能力。在物理教学中培养学生的科学素养可以采取各种有效的策略。 1.物理科学知识的传授,加强科学方法教育 物理科学不仅仅是一堆实验事实和抽象理论,它还包含着物理科学动态化发展的历程,其中蕴含着丰富的学习内容。当然,物理课程改革的实施并不是以牺牲知识传授为基础的,我们强调在学习物理科学理论结论的同时,注重知识学习过程中的体验,强调科学方法教育,使学生掌握静态和动态发展的物理科学知识和物理科学方法。 在物理教学中,教师可以将科学方法进行显性处理,让学生在学习知识的过程中,掌握基本的科学研究方法。科学方法的掌握,将会帮助学生理解、巩固所学的知识,更深刻的领会科学研究过程,使学生能够很快的适应新的学习和研究领域的要求。物理学中常用的科学方法主要有:质疑、观察、实验、测量、分析、图像法、归纳和演绎、模型法、建立假说和验证假说等。科学方法的掌握不是一蹴而就的,学生在学习中通过模仿,从教师的授课过程之中或课本上学到一些基本的科学方法,并在运用知识解决问题的过程之中掌握科学方法。 2.思维能力的培养 创造思维能力是科学素养的重要组成部分。创造思维是逻辑思维与非逻辑思维的辩证统一,非逻辑思维是创造思维的重要组成部分。非逻辑思维主要包括形象思维、直觉思维、灵感思维和科学美学思想。在物理教学中我们在重视逻辑思维能力培养的同时,也要重视学生非逻辑思维能力的培养。 第一,培养形象思维能力。通过物理教学,使学生形成正确的物理图像,养成运用物理形象进行思维的习惯。例如,习惯于将生活图景转化为物理图景;掌握将抽象物理问题形象化的技能技巧,如能够将文字叙述变成形象的物理图景,会画示意图,会利用图像解题。第二,培养发散思维能力。要重视变式的教学,培养学生的发散思维能力,避免定势思维的消极影响。在解决物理问题过程中重视物理过程的分析,让学生能够从不同角度,运用不同方法来分析解决同一物理问题,运用一题多解、一题多变、一题多问等形式使学生从单一思维模式中解放出来。也可以适当的编选一些过程化习题,实际应用的习题以及隐含待求物理量的习题。第三,培养辐合思维能力,主要是培养学生对发散思维所提供的众多答案或假设的分析、比较、综合、选择的能力,使学生通过思维的辐合,从中选择出一个最佳的答案,获得创造性的结果。第四,培养创造美的能力。通过物理教学使学生掌握构成物理美的基本法则,如对称性、和谐性、简洁性、多样统一性、守恒性等,并能够灵活运用以解决物理问题;在物理实践训练中,让学生对美的创造所依赖的物质材料的性能、结构、特征、形态等必须有透彻的了解;让学生重视创造技法的学习与运用。第五,培养学生勇于创新、精益求精的精神。教师应善抓教育契机,设疑激趣,鼓励学生质疑和创新。 3.人文教育,加强科学品质教育 科学教育侧重于科学技术知识的工具价值,人文教育着重于精神价值,两者的有机结合可以促进科学素养的全面发展。在物理教育中,人文教育的目标是由人文精神的内涵、物理学科的特点以及人的本质所决定的。科学品质是科学素养的重要组成部分,也是人文教育的核心内容。科学品质主要包括态度、情感、意志、价值观等内容。良好的科学品质主要表现为:勤奋努力、热情自信、独立思考、谦虚谨慎、团结协作、尊重事实、客观公正、实事求是、勇于探索、坚持真理、修正错误等。物理课具有丰富的科学品质教育内容,物理教学中科学品质的教育应该渗透在物理教学的各个环节,融入物理学知识之中,而不是单纯的说教教育。 第一,进行科学情感教育。科学情感主要包括对科学知识的热爱和渴求,关心自然,关心与社会密切相关的话题,具有强烈的社会责任感和爱国热情。科学情感对于学生学习科学知识起着远景动机的作用,同时也是他们将来走进社会后为国家和人民贡献力量、为人类造福的内在驱动力之一。在物理学中有许多物理学家爱国奉献的事迹,也有我国所取得的物理学成就,这些内容都是进行情感教育的良好切入点。 第二,要加强科学伦理道德教育。科学技术的迅猛发展使人们的生活有了很大的变化。在多数情况下,发生的变化都表现在物质福利的巨大改善上,如人的寿命的延长、人口数量的增加。另一方面,单纯受到利润和权欲的驱动而导致了自然资源(原材料、能源)的迅速枯竭、日益普遍的污染、核战争的威胁、温室效应及气候巨变,使得人类的生存面临巨大的危机,从而导致了科学与生活日益割裂开来,科学日益为单纯的功利所支配。这些都需要人们在新形势下重新审视科学、技术与人类社会的关系。 物理实验教学和物理学史料是进行科学伦理道德教育的有效途径。在物理教学中,要注重展示科学的客观真实性,培养学生以实事求是为基础的科学求真精神。在实验教学时,要求学生充分尊重实验事实;要求学生按照一定的程序规范操作,有目的、有计划地观察实验现象,如实记录实验现象和数据,不弄虚作假、臆造事实。当实验现象与自己所学理论不相吻合时,更要认真分析、寻找原因,大胆质疑,培养一丝不苟的求实态度。 通过物理教学,使学生初步具备基本的科学道德水准:热爱科学,献身科学,尊重事实,实事求是,坚韧不拔,追求真理,反对封建迷信的;了解科学同时具有积极和消极的作用,增强道德责任感,正确对待科学,支持利用科学技术推动社会进步,为人类造福;反对利用科学危害人类根本利益的行为。 4.探究能力的培养 物理学是一门以实验为基础的实践性和理论性都很强的学科,因而物理教学也必须具有很强的实践性,因为许多物理概念和规律都是通过严谨的科学实验而获得的。所以,针对物理教育而言,科学探究是一种有效的教学形式。物理课程中的科学探究是学生积极主动地获取科学知识、领悟科学研究方法而进行的活动。科学探究的基本要素包括:提出问题,猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,交流与合作。在物理教学中,要始终贯穿“探究”的思想,要给学生提供机会去体验主动学习和探索的过程及经历,鼓励学生积极大胆参与科学探究,使学生树立批判精神,敢于质疑,促进学生学习方式的转变。 物理科学探究可以采取以问题为中心的模式、自由探究学习模式、小组讨论法模式、合作学习模式等。探究的内容可以是:对物理学概念、原理、规律的探究,对现实生活中物理学问题的探究,对科学前沿中的物理问题的探究,对与物理学相关的多学科综合性问题的探究。另外,可以通过增加探索性实验数目的措施进行物理科学探究,通过加强实验设计,追求实验过程探究化培养学生的科学探究能力,培养学生的科学素养。通过科学探究,可以使学生从整体上对物理学的概念和规律,物理学思想和方法,物理学理论的历史、现状和前沿等方面加以全面了解,从而培养和提高学生的科学素养。 5.物理科技实践活动培养学生的科学素养 物理科技实践活动可以根据物理学科的内容以及每个学生的特点和特长进行,为学生开辟了一条获得科技知识的新渠道,提供了广泛接触自然和生产实际的机会。物理科技实践活动为学生提供进行力所能及的科学探究与创造的场所和机会,具有学生参与的广泛自主性,活活动过程的创造性。物理科技实践活动的组织形式机动灵活,活动方式趣味刺激,主要形式有:常见的小实验、小制作、小设计、小论文、小发明等;各种内容的兴趣小组,组织学生进行安装检修照明电路、装配收音机、制作航模、自制教具和学具、修理自行车、制作电子产品等实际操作;具有课题研究和科学探究性质的活动,如水的电阻率的研究;各类科技讲座、科技竞赛、科技展览、科技节等活动。在科技实践活动中,教师要加强引导、鼓励、指导和帮助。物理科技实践活动能够使学生及时了解现代科技的发展动态,开阔视野,激发学生的探索欲望,培养自学能力、探究能力、操作能力、组织能力和创造能力,全面培养学生的科学素养。

房地产领域英文期刊

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用户体验研究领域论文

关键词:交互设计,人机交互,用户体验设计 在学习和生活中,我们经常会遇到三个名词:“交互设计”,“人机交互”,“用户体验设计”。这三个名词是否是同一个意思呢,如果不是,他们的异同点又是什么呢。本文尝试从历史沿革,现有状况,未来发展三个方面,对这交互设计,人机交互,用户体验设计进行分析。 交互设计起源于网站设计和图形设计,但现在已经成长为一个独立的领域。现在的交互设计师远非仅仅负责文字和图片,而是负责创建在屏幕上的所有元素,所有用户可能会触摸,点按或者输入的东西:简而言之,产品体验中的所有交互。交互设计在于定义人造物的行为方式(the "interaction",即人工制品在特定场景下的反应方式)相关的界面。交互设计作为一门关注交互体验的新学科在二十世纪八十年代产生了,它由IDEO的一位创始人比尔·摩格理吉(Bill Moggridge)在1984年一次设计会议上提出,他一开始给它命名为“软面(Soft Face)”,由于这个名字容易让人想起和当时的玩具“椰菜娃娃(Cabbage Patchdoll)”,他后来把它更名为“Interaction Design”,即交互设计。 1959年美国学者从人在操纵计算机时如何才能减轻疲劳出发,提出了被认为是人机界面的第一篇文献的关于计算机控制台设计的人机工程学的论文。1960年,Liklider JCR首次提出人机紧密共栖(Human-Computer Close Symbiosis)的概念,被视为人机界面学的启蒙观点。1969年在英国剑桥大学召开了第一次人机系统国际大会,同年第一份专业杂志国际人机研究(IJMMS)创刊。可以说,1969年是人机界面学发展史的里程碑。在1970年成立了两个HCI研究中心:一个是英国的Loughbocough大学的HUSAT研究中心,另一个是美国Xerox公司的Palo Alto研究中心。 1970年到1973年出版了四本与计算机相关的人机工程学专著,为人机交互界面的发展指明了方向。 20世纪80年代初期,学术界相继出版了六本专著,对最新的人机交互研究成果进行了总结。人机交互学科逐渐形成了自己的理论体系和实践范畴的架构。理论体系方面,从人机工程学独立出来,更加强调认知心理学以及行为学和社会学的某些人文科学的理论指导;实践范畴方面,从人机界面(人机接口)拓延开来,强调计算机对于人的反馈交互作用。人机界面一词被人机交互所取代。HCI中的I,也由Interface(界面/接口)变成了Interaction(交互)。 用户体验这个词最早被广泛认知是在上世纪90年代中期,由用户体验设计师唐纳德·诺曼(Donald Norman)所提出和推广。身为电气工程师和认知科学家的Don Norman加盟苹果公司之后,帮助这家传奇企业对他们以人为核心的产品线进行研究和设计。而他的职位则被命名为“用户体验架构师”(User Experience Architect),这也是首个用户体验职位。 由上述资料不难看出:交互设计这个名词起源于计算机领域,软件专家在进行设计时发现人和计算机的交互产生许多问题,于是交互设计这一名词应运而生。人机交互则是由人机工程学发展而来,是以人与机器的关系为切入点开始进行研究的。和交互设计与人机交互这两个名词不同,用户体验是以心理学和认知科学为基础提出的,从心理学和认知科学的角度对人和外界环境的关系进行探讨。 在这里,首先整理出权威的交互设计,人机交互,用户体验的定义。 交互设计:英文叫做Interaction Design 交互设计是指设计人和产品或服务互动的一种机制 , 以用户体验为基础进行的人机交互设计是要考虑用户的背景、使用经验以及在操作过程中的感受,从而设计符合最终用户的产品,使得最终用户在使用产品时愉悦、符合自己的逻辑、有效完成并且是高效使用产品。 交互设计的目的是使产品让用户能简单使用。任何产品功能的实现都是通过人和机器的交互来完成的。因此,人的因素应作为设计的核心被体现出来[1]。 人机交互:人机交互(Human-Computer Interaction, 简写HCI):是指人与计算机之间使用某种对话语言,以一定的交互方式,为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程。有很多著名公司和学术机构正在研究人机交互。在计算机发展历史上,人们很少注意计算机的易用性。现在,很多计算机用户抱怨计算机制造商在如何使其产品“用户友好”这方面没有投入足够的精力[2]。 用户体验:英文叫做User Experience,缩写为UE, 或者UX。 它是指用户访问一个网站或者使用一个产品时的全部体验。他们的印象和感觉,是否成功,是否享受,是否还想再来/使用。他们能够忍受的问题,疑惑和BUG的程度[3]。 由交互设计,用户体验,人机交互三者的定义可以得出:在现阶段,交互设计,用户体验,人机交互都有研究人和外界环境关系的含义。但相对而言,交互设计研究的是人和产品互动的机制。人机交互研究的是人和计算机的对话过程。用户体验研究的是研究用户访问产品时的体验。从研究对象广度上说:用户体验》人机交互》交互设计。这三者既有相似之处,也有不同之处可以得出分析图如下:由图可知,从2011年到2018年九月,在交互设计,人机交互,用户体验三个词中,媒体报道最多的词汇是用户体验,其次为人机交互,最后为交互设计。作为一个互联网名词,用户体验传播最广,人们对于它也更为了解。而人机交互和交互设计则在一定程度上属于专业名词,还尚不为人们所熟知。 人工智能是近年来新出现的名词,这里结合人工智能对交互设计,人机交互,用户体验的发展趋势进行分析。要结合人工智能对交互设计,人机交互,用户体验发展趋势进行分析,就要看,三个词汇中哪个词与人工智能的相关度最高,当用户搜索“人工智能”的同时搜索“用户体验”,就说明“人工智能”和“用户体验”存在相关性。在这里收集了用户搜索“人工智能”和“交互设计”;搜索“人工智能”和“人机交互”;搜索“人工智能”和“用户体验”的数据,用以研究人工智能和这三者的相关性。 由图可知,人工智能与交互设计的相关性最强(用户搜索人工智能的同时搜索交互设计的数量最多),其次为用户体验,最后为人机交互。 下边从时间维度分析人工智能与三个词汇的相关性变化由图可知,随着时间的推移,人工智能与用户体验,人机交互,交互设计的相关性越来越明显(当人工智能搜索量增加时,用户体验,人机交互,交互设计的搜索量也增加)。 随着时间的推移,人工智能与用户体验,人机交互,交互设计的相关性逐渐增强。其中,人工智能与交互设计的相关性最强。参考文献: [1] 王月丰. 互联网产品交互设计中反馈机制的研究[D]. 江南大学, 2012. [2] 邓滔. 基于隐喻认知的互联网产品反馈机制设计研究[D]. 湖南大学, 2016. [3] 高路. 基于网络界面符号体系的用户隐喻认知机理探索[D]. 南京理工大学, 2009.

为了创造成功的产品,作为产品经理或者设计师的我们不仅要考虑产品的功能,还应该考虑与之相联系的主观因素。这些主观因素就是“用户体验”,而要挖掘这些因素,同理心是我们所必须要具备的,也就是所谓的移情法。     在众多的互联网产品的可用性研究中,我们会不自觉地关注一些客观因素,诸如减少误差,运行流畅等。但设计应该超越这些客观因素而更加关注的体验。设计师的任务是给人们带来快乐,而不仅仅是好的功能。       在我的老师辛向阳教授的论文中曾提到过交互行为和用户体验的五个基本要素:我们都知道,交互设计就是对人的行为的设计。当行为过程作为设计对象的时候,其属性不再是传统工业设计通常关注的诸如功能、结构、材料、色彩等物理属性。交互(interaction) 是因为有了“动作”(action)和相应的“反馈” (reaction) 才形成了一个回合的交互行为。这里的动作一般是指有意识的行为,当然也就有了执行动作的人、行为的目的、实现动作的手段或工具(可以是软硬件,也可能是身体的某个部位,甚至可能是外在的环境媒介)、行为发生的场景。所以我们可以把人、动作、工具或媒介、目的、和场景界定为交互设计的基本元素或行为五要素。而在这其中,移情法要求和真正的用户接触,人是动作的发起者,媒介的使用者,目的的出发者,场景的构成者,所以以用户为中心的移情法的运用对用户体验的挖掘就显得更加的重要了。     在讲移情法前我们探讨下现今产品的基本状况。在社会学的经典著作《金钱哲学》中,Georg Simmel指出现有的工业产品“缺乏一种精神确定性”。不仅是工业产品,包括互联网产品,产品被普遍设计成“大众所喜闻乐见的”,往往缺乏自身的独特性,或者说是对用户的独特性。用户需要更多个性化的产品,这点已经被消费市场所认同了,而产品具有反思性而不是单单具备操作性是未来产品发展的必然趋势。如有道字典,从刚进入移动平台仅有的查单词、翻译功能拓展到看新闻、看视频、练口语再到用户可以自行生成单词本,组建学习圈等等。产品已经慢慢变成了具有用户个人属性的存在,不断提升的功能和用户体验,让用户在“众乐乐”中,也能享受到“独乐乐”。互联网公司们变得更愿意从物质和非物质产品中寻找体验和故事,而不是单一的操作和功能性了。当然,还有很多类似的产品。     这种背景下,我们很容易理解,将体验和情感融合到产品当中成为设计中必要的因素之一。例如,设计师要将情感转述成产品——赋予模糊的体验以可操作的交互流程。      心理学家Donald Norman说我们要创造积极的用户体验。而在传统的产品领域,积极的用户体验需要达到五个标准——便捷的,易用的,廉价的,可靠的,环保的。而笔者认为,在互联网的产品领域,积极的用户体验也需要达到五个基本标准——可用的,易用的,可靠的,可反馈的,有价值的。一位设计师说过,产品除了经济和实用价值,愉悦感,人际交往,个性化和视觉美观都影响着我们赋予产品的价值。当产品与个人、家庭、亲属和朋友相联系的时候,他们的精神价值也会随之增加。一些产品能够唤起我们的回忆从而与我们产生联系(如最近很火的Pokemon Go,相信很多人小时候也看过神奇宝贝这部动画片吧),而其他的产品能够通过用户的个性、经验价值、内在品质、形式和特征来产生意义。综上,这就是为什么现在很多人想方案的时候都会在App中加个分享,朋友圈之类的了,包括市面上已经上市的App。      说完价值,我们了解下体验。某位知名外企产品经理曾为设计师提出了产品体验的三层模式:首要的是功能性,然后是可用性,最后愉悦感。这与我之前翻译的Jesper 的Design for Profound Experiences中提出的Instrumental(有形维度)、Usage(使用维度)、Profound(深层维度)的理论不谋而合(我之前的文章有对本文进行翻译,大家如果有兴趣可以翻阅我之前的文章看看)。而在愉悦感中,他认为产品可以提供四种愉悦感:1.物理愉悦感——身体与感官的愉悦;2.社会愉悦感——起源于人际关系,交流中所产生的潜愉悦;3.心理愉悦感——与产品相关的认知和情感体验,个人情感上的愉悦最大化过程;4.意念愉悦感——与价值相关联,契合个人价值,设计价值,生态价值等等。     很显然,以上表面人们在日常生活中是产品的意义创造者。而通常这个过程发生的极为自然,人们根本没有意识到,在使用一件产品时,他们就会习惯的观察、思考并且为这个产品下一个定义。     那么,什么是移情?“移情”是采用想象的方式,对他人所处的环境进行重新构建。而我们则(产品经理或设计师)尝试从中获取情感和动机方面的因素。移情设计的关键在于:理解用户是如何在使用过程中看待、体验和感受产品、环境和服务的。移情法是一种设计工具。      移情法基本由三种方式构成:1.角色扮演。这是移情法中最具代表性的方法。这种方法要求设计师以一个实际用户的身份进入使用环境中,而不是作为一个观察人员。一旦进入了用户的生活环境,你就可以从研究对象的视角去观察世界了。设计过程中”移情理解“的方式非常关键,要时刻保持用户的状态,这样得到的数据才有一定的准确性。2.移情地图。寻求用户的参与,记录他们的行为和产品使用环境,构建用户旅程,记录每个接触点中的行为和用户心情。3.想象移情。同样,首先先制作用户旅程图,然后设计师需要将自己想象为用户,罗列每个接触点中的行为和用户心情。然后将旅程图拿去让用户进行验证,并做最后的修改。其中最后一步极为关键。这是移情地图的翻转版。       对于移情设计而言,成功的关键在于对用户的理解透彻,而不是阐述得多么精彩,移情更关注的是更深层次的用户体验:直觉,感受和梦想。最后说一句,我们在产品开发的整个过程中都在思考用户,从某种意义上来说,移情是无处不在的。       移情设计是探究用户体验的方法,用户体验是移情设计的目标,移情设计的作用不言而喻。依稀想起本科的时候学设计时的座右铭:设计,就是换位思考的过程。参考书目:

以下是一些电子商务客服岗位相关的毕业论文题目供参考:1. 电子商务平台下客户服务体系优化研究2. 移动电子商务背景下客服质量评价研究3. 基于人工智能技术的电商客服业务优化研究4. 电商客户服务中的服务创新研究5. 电子商务平台客户服务质量管理研究6. 科技改变客服——融入大数据和AI技术的电子商务客服发展策略研究7. 基于用户体验的电子商务客户服务过程改善研究8. 电子商务客服在社交网络平台上的运用研究9. 电子商务客服人员素质管理策略研究10. 移动电子商务环境下客服削弱效应的研究与对策需要注意的是,在进行毕业论文选题时,应根据自己的兴趣、专业知识和实践经验等方面进行选择,并结合相关的实际情况进行具体的研究。同时,可以参考相关文献、专业论文等进行思考和调研。

一、交互设计的定义与范畴 交互设计指的是涉及支持人们日常工作与生活的交互式数字产品的设计。交互设计的早期理论家之一,斯坦福大学教授、《软件设计的艺术》的作者特里·维诺格拉德(Terry Winograd)在1997年曾经把交互设计描述为“是人类交流和交互空间的设计” [1]。毕业于卡耐基·梅隆大学的交互设计专家丹·萨弗(Dan Saffer)也认为:“交互设计是围绕人的:人是如何通过他们使用的产品、服务连接其他人。” [2] 他还绘制了一张图以描绘交互设计与其他相关学科的关系,并强调交互设计属于用户体验的范畴(图1)。上述观点代表了当前学术界对交互设计的主流认知:交互设计是一个针对用户体验的、跨学科的实践范畴。交互设计从广义上看属于交流与沟通的服务设计,从侠义上看则指与软件设计与产品开发的相关知识与技能,交互设计的知识范畴包括认知心理学、可用性分析、UI设计以及信息构架(软件工程)等内容,也与工业设计、视觉传达等学科有着相当程度的重叠。虽然交互设计需要实际的产品与服务作为媒介,但其本质还是人与人之间的交流,因此,当前交互设计师的主要岗位多数属于软件公司的运营、企划、产品研发与客户投诉部门。公司的产品经理或项目经理往往有着较丰富的交互设计经历。 二、从需求到体验:交互设计的理论研究 用户体验或以用户为中心的设计(User-Centered Design,UCD)观念的雏形可以追溯到20世纪50年代。随着战后的工业设计和人机工程学的兴起,使得“以人为本”的设计思想开始流行。如第一代工业设计师德雷夫斯(Henry Dreyfuss,1903-1972)的著作《为人的设计》就开创了基于人机工程学的设计理念。而当时美国著名心理学家马斯洛(Abraham H Maslow,1908-1970)提出的“需求层次论”则为用户体验提供了心理依据。在其1954年出版的《动机与人格》一书中,马斯洛将动机视为由多种不同性质的需求:生理需求、安全需求、爱与归属的需求、尊重需求和自我实现的需求。这些需求象金字塔一样,呈现出由低到高的阶梯形发展层次,故称为“需求层次论”。人类需求的心理研究和早期人机工程学的发展成为现代交互设计的理论基础。但由于需求心理研究的对象过于宽泛,而早期人机工程学更关注于人体物理数据的采集与分析,二者并未将针对具体产品消费者的用户体验作为研究对象。 20世纪90年代以来,随着高速处理芯片、数字媒体和互联网技术的迅速发展和普及,软件产品已经成为人们社交、商业活动与休闲娱乐的中介,同早期的产品设计相比,以数字虚拟产品为核心的“非物质设计”更加重视用户的情感需求和使用体验。1998年,特里·维诺格拉德就曾预见了未来计算机工业的发展趋势。他曾撰写了《从计算的机器到交互设计》(From Computing Machinery to Interaction Design)一文,从计算机与人工智能专家的角度指明了交互设计发展的方向。这篇论文从人与机器交互发展趋势预测了未来50年人机关系的变化趋势。他认为不断提高的通信与交互设计的重要性将导致整个产业向着研究人的方面,即用户体验方向倾斜,而不是朝向研究机器方面发展。图2表示了这种由物质设计到非物质设计的发展趋势。随着信息化时代的来临,传统的机械工程与制造领域正在逐渐与计算机智能相结合,并向主观的、人性化的设计方向迁移。同时,工业设计、视觉传达等都更加关注用户的体验。交互设计正是处于这一范畴的前沿领域。 用户体验(User Experience,简称UE或UX)即用户在使用一个产品或服务之前、使用期间和使用之后的全部感受,包括情感、信仰、喜好、成就、认知印象、生理和心理反应等各个方面。美国交互设计专家James Garrett认为用户体验“是指产品在现实世界的表现和使用方式” [3]。他认为用户体验包括用户对品牌特征、信息可用性,功能性,内容性等方面体验;而美国认知心理学家唐纳德·诺曼(D. A .Norman)则将用户体验扩展到用户与产品互动的各个方面。他认为人的认知和情感体验包括本能水平、行为水平和反思水平三个层次。用户体验受到用户、产品、社会因素、文化因素和环境的影响,所有这些因素均影响着用户与产品交互过程中的体验。近年来,关于用户体验的研究开始集中于可用性研究与情感化体验的具体目标。例如Preece等人认为交互设计就是关于创建新的用户体验的问题。而交互设计所要完成的目标包括可用性和用户情感体验的双层目标。也就是说在产品、系统与人交互的过程中除了达到可用性目标中的有效率、有效性、易学易记性、安全性、通用性之外还应该具备其他品质如:令人满意、有趣有用、富有启发性,富有美感,让人有成就感和情感满足感等 [4](图3)。而艾伦·库珀(Alan Cooper)等人则通过“目标导向设计”的软件开发流程为交互设计师建立了一个可操作的用户体验的标准。 用户体验与需求分析在移动媒体时代显得更加重要,随着技术的发展,用户体验的变迁往往成为企业产品的“杀手”。例如:以功能手机为优势的诺基亚曾经在2G时代风靡一时,但2007年,苹果公司推出的小巧、轻盈的3G手机iPhone则使得诺基亚一蹶不振。同样,iPhone的英寸屏幕曾经被认为是智能手机的“黄金尺寸”。但在四核驱动的云服务时代,三星推出的5英寸和英寸的Galaxy系列手机则使得这种屏幕成为过时,虽然许多人对大屏幕手机提出质疑,如手机的便携性以及大屏幕的耗电性等,但这种“平板手机”依旧红透半边天,并在2013年一举超越苹果iphone的销售量,成为当下的流行趋势。这些事实充分说明了深刻理解用户体验对企业生存的重要意义。目前,随着团购、网购等电子商务的蓬勃发展,各大软件公司如阿里巴巴、淘宝、腾讯、京东商城和当当网等都不约而同地加大了网络后台海量数据的深入挖掘的力度,力图对用户购买行为与趋势进行精细化的建模和分析,为公司产品的精准营销和推广提供依据。图4为2012年阿里巴巴支付宝数据业务的模型图[5],由此我们可以看,到随着3G时代的到来,基于网络的数据挖掘正在成为用户体验研究的利器,而科学化、系统化的客户行为分析将成为推动交互设计理论研究的重要力量。 三、结语 综上所述,随着宽带网络、无线网络、云计算和触控体感技术的发展,交互设计有了更广阔的空间,同时也为交互设计理论研究提出了新课题。ACM图灵奖1992年获得者、微软研究院软件总工程师巴特勒·兰普森(Butler Lampson)博士曾经指出“计算机有三个作用:第一是模拟;第二是计算机可以帮助人们进行通信;第三个是互动,也就是与实际世界的交流……人们希望计算机能够看、听、讲,甚至比人做得更好,并能够进行实时处理” [6]。计算机科学与技术和认知科学是交互设计的基础,而对技术、产品、服务与人性的理解则是交互设计的核心。从人类需求到用户体验是交互设计理论研究逐渐走向清晰化的过程。而伴随着电子商务的发展,借助数据分析等科学手段来深入研究用户行为已成趋势。可以预见,对3G时代的用户研究将成为今后交互设计理论的主要方向。来源: 注释 [1] [2] Dan Saffer. Designing for Interaction[M]. New Riders Press,Berkeley CA. 2007:10-12. [3] [美]Garrett,.用户体验的要素:以用户为中心的Web的设计[M].范晓燕译.北京:电子工业出版社,2008:31-32. [4] [美] Jennifer Preece等.交互设计——超越人机交互[M].刘晓晖等译.北京:电子工业出版社,2003:25. [5]荆轲.海量数据应用之产品分析[J].百度文库. [6] 董士海.人机交互的进展及面临的挑战[J].计算机辅助设计与图形学学报, 2004,16(1):24-26.

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